Контрольные работы Физическая химия - файл n1.doc

Контрольные работы Физическая химия
скачать (197.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc198kb.19.11.2012 18:19скачать

n1.doc

ВАРИАНТ 1

1. Зависит ли и как удельная электропроводность раствора сильного электролита от разведения?

2. Укажите, какие два свойства разбавленных растворов сильных электролитов типа 1-1 изменяются пропорционально корню квадратному из моляльной концентрации (а, , ,  , lg , , ж)?

3. Выразите константу полной диссоциации угольной кислоты Н2СО3 через степень диссоциации  и общую концентрацию электролита c.

4. Какие ионы обладают наибольшей подвижностью в водных растворах и почему?

5. Рассчитайте среднюю ионную моляльность m водного раствора LaBr3 , если моляльность соли в воде m = 0,2.

6. Раствор слабой кислоты НА при 298 К и разведении 32 л имеет эквивалентную электропроводность 9,2 см2 /(Омг-экв), а при бесконечном разведении она равна 389,0 см2 /(Омг-экв). Рассчитайте концентрацию ионов водорода в этом растворе и константу диссоциации кислоты.
______________________________________________________________________


ВАРИАНТ 2

1. Напишите формулу, связывающую удельную электропроводность (ж), константу ячейки (kсос ) и сопротивление раствора электролита (Rx ).

2. Меняется ли и как константа диссоциации электролита с ростом диэлектрической проницаемости растворителя, если сравнивать растворители, близкие по свойствам?

3. При каких концентрациях раствора можно пользоваться предельным законом Дебая-Гюккеля для расчёта коэффициента активности сильного электролита?

4. Какой объём раствора с концентрацией 0,15 г-экв/л нужно залить в сосуд с электродами на расстоянии 1 см, чтобы измеренная электропроводность была эквивалентной электропроводностью этого раствора?

5. Зависимость константы диссоциации масляной кислоты С3Н7СООН от температуры выражается уравнением:

lg k = – 1033,4/Т – 0,013Т + 2,52.

Рассчитайте теплоту диссоциации кислоты при 298 К.

6. Удельная электропроводность 0,05н раствора СН3СООН при 298 К равна 0,000362 Ом–1см–1. Рассчитайте степень диссоциации и концентрацию ионов водорода в растворе. Величину эквивалентной электропроводности при бесконечном разведении найдите с помощью справочных данных.

ВАРИАНТ 3

1. Изобразите схематически график зависимости эквивалентной электропроводности от разведения для сильных электролитов.

2. Сформулируйте правило ионной силы.

3. Какое свойство растворителя является определяющим в его способности ионизировать растворённое вещество (помимо его способности к химическому взаимодействию с этим веществом)?

4. Меняется ли и как степень диссоциации слабого электролита в водном растворе с ростом температуры? Кратко аргументируйте ответ.

5. Произведение растворимости AgCl в воде при 25С равно 10–10. Какова растворимость этой соли в воде и до какой величины она изменится при растворении хлористого серебра в водном растворе KCl с моляльной концентрацией 0,01? Воспользуйтесь предельным законом Дебая-Гюккеля.

6. Рассчитайте при 308 К эквивалентную электропроводность при бесконечном разведении для уксусной кислоты в воде, если при этой температуре для водных растворов NaCl, HCl и СН3СООNa эквивалентные электропроводности соответственно равны 14,80 ; 48,75 ; 10,98 м2 /(Омкг-экв).
______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 4

1. Напишите уравнение зависимости эквивалентной электропроводности раствора сильного электролита от концентрации.

2. Какова главная отличительная особенность электрической схемы для измерения электропроводности растворов электролитов по сравнению со схемой для измерения электропроводности проводников 1-го рода? Чем вызвано различие в схемах?

3. Каковы причины диссоциации электролита в растворе на ионы?

4. Что такое S гидратации ионов? Каков знак S гидратации и как его можно объяснить?

5. Произведение растворимости Ag2CrO4 при 25С равно 4,410–12. Рассчитайте растворимость этой соли при той же температуре: а) в воде; б) в водном растворе Na2CrO4 с концентрацией 0,001 моль/л. Для расчёта воспользуйтесь уравнением предельного закона Дебая-Гюккеля.

6. Эквивалентная электропроводность раствора CH2ClCOOH с разведением 512 л/моль при 25С равна 219,4 см2 /(Омг-экв). Рассчитайте степень диссоциации кислоты в этих условиях, если эквивалентная электропроводность CH2ClCOONa при 25С и бесконечном разведении равна 89,8 см2 /(Омг-экв). Предельные подвижности ионов натрия и водорода соответственно равны 50,1 и 349,8

см2 /(Омг-экв).

ВАРИАНТ 5

1. Как связаны между собой удельная и эквивалентная электропроводности раствора электролита? Напишите формулу.

2. Напишите два закона, найденные Кольраушем для электропроводности растворов электролитов.

3. Какие данные об электропроводности раствора слабого электролита необходимо иметь, чтобы рассчитать теплоту диссоциации этого электролита?

4. Изменится ли и как константа диссоциации слабого электролита, если в качестве растворителя вместо воды взять метиловый спирт (при условии, что химическое взаимодействие между растворённым веществом и растворителем отсутствует)? Почему?

5. Эквивалентная электропроводность циануксусной кислоты в воде при 298 К при разных концентрациях равна:

моль/л 0,007375 0,001856 0,000466 0

см2 /(Омг-экв) 193,9 282,6 347,0 386,1

Рассчитайте среднее значение константы диссоциации.

6. Пользуясь справочными данными о произведении растворимости AgCl, рассчитайте растворимость этой соли в водном растворе KCl с моляльностью 0,03 при 298 К. Для расчёта воспользуйтесь предельным законом Дебая-Гюккеля.
______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 6

1. Напишите математическое выражение предельного закона Дебая-Гюккеля для раствора AlCl3.

2. Изобразите схематически график зависимости эквивалентной электропроводности от разведения для водного раствора слабого электролита.

3. Как изменится термодинамическая константа диссоциации фенола С6Н5ОН, если в раствор ввести сильное основание?

4. Изобразите схематически график зависимости электропроводность – объём щёлочи при кондуктометрическом титровании смеси муравьиной и соляной кислот.

5. Константа диссоциации СН3СООН равна 1,7610–5. Для 0,1н раствора СН3СООН рассчитайте концентрацию ионов водорода и эквивалентную электропроводность, если известно, что для этой кислоты эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении равна 390,7 см2 /(Омг-экв).

6. Пользуясь данными справочника, рассчитайте рН раствора HCl с концентрацией 0,1 М при 25С.

ВАРИАНТ 7

1. Напишите уравнение, связывающую среднюю ионную активность а электролита CuBr2 с активностью этого электролита а.

2. Как изменяется удельная электропроводность водного раствора слабого электролита с ростом концентрации раствора? Ответ аргументируйте.

3. Две одноосновные органические кислоты при некоторой концентрации имеют разные степени диссоциации: первая – 0,2, вторая – 0,5. Константа диссоциации какой кислоты больше и во сколько раз?

4. Какие из следующих факторов влияют на эквивалентную электропроводность электролита: концентрация (с), степень диссоциации (), температура (Т), вязкость раствора (), постоянная сосуда для измерения электропроводности (kсос), радиус иона (r), площадь электродов (S)?

5. Рассчитайте средний ионный коэффициент активности CdJ2 в водном растворе с концентрацией 0,002 моля/1000г воды при 313 К, если при той же температуре и моляльной концентрации 0,005 он равен 0,506.

6. Удельная электропроводность водного раствора пропионовой кислоты С2Н5СООН при концентрации 1% по весу и температуре 298 К составляет 4,7910–4 Ом–1см–1. Считая, что плотность раствора равна 1 г/см3, рассчитайте рН этого раствора. Данные о предельных подвижностях ионов возьмите из справочника.
_____________________________________________________________________
ВАРИАНТ 10

1. Как меняется удельная электропроводность раствора электролита при увеличении концентрации? Ответ аргументируйте.

2. Как зависит средний ионный коэффициент активности от концентрации электролита (в широком диапазоне концентраций)?

3. Как по данным об электропроводности раствора электролита определить, является данный электролит сильным или слабым?

4. Степень диссоциации бинарного слабого электролита 1 в 10 раз больше степени диссоциации электролита 2 той же концентрации (при одинаковой температуре). Для какого из этих электролитов работа диссоциации А больше? Почему?

5. Пользуясь справочными данными о произведении растворимости AgCl, рассчитайте растворимость этой соли в водном растворе соляной кислоты с моляльностю 0,01 при 298 К.

6. Удельная электропроводность раствора гидроксида аммония при концентрации 0,0109 г-экв/л и температуре 298 К равна 1,2210–4 Ом–1см–1. Рассчитайте эквивалентную электропроводность и рН раствора. Данные о подвижностях ионов возьмите из справочника.

ВАРИАНТ 8

1. Какова связь между удельной электропроводностью и эквивалентной электропроводностью раствора электролита? Напишите формулу.

2. Какова связь между средней ионной активностью а раствора FeCl3 и моляльной концентрацией электролита m ? Напишите формулу.

3. Влияет ли присутствие посторонних ионов на коэффициент активности данного иона в растворе? Почему?

4. Эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении раствора уксусной кислоты в 1,5 раза больше такой же электропроводности гидроксида аммония. Раствор уксусной кислоты с концентрацией 0,1 н и раствор гидроксида аммония с концентрацией 0,05 н имеют одинаковую эквивалентную электропроводность. Каково соотношение степеней диссоциации этих электролитов в данных растворах? (Что больше: 1 – степень диссоциации кислоты или 2 – степень диссоциации основания?)

5. Произведение растворимости AgBr в воде при 25С равно 5,010–13. Рассчитайте растворимость AgBr : а) в чистой воде; б) в растворе NaBr с концентрацией 0,01 моляльности. Для расчёта воспользуйтесь уравнением предельного закона Дебая-Гюккеля.

6. 5 г молочной кислоты СН3СНОНСООН разбавлены водой до 1 л. Пользуясь данными справочника о константе диссоциации этой кислоты, рассчитайте концентрацию ионов водорода в этом растворе при 25оС.
_____________________________________________________________________
ВАРИАНТ 12

1. Изобразите схематически график зависимостей Кдис = f (Т) и Ндис = f (Т) для водных растворов слабых электролитов. Изобразите эти зависимости в сочетании друг с другом.

2. Зависит ли и как радиус ионной атмосферы от температуры?

3. Отношение активности CaCl2 и NaCl в водных растворах равно 8 : 4. Чему равно отношение средних ионных активностей этих солей в данных растворах?

4. Известны кристаллографические радиусы (в Е) следующих катионов : К+ (2,27), Rb+ (2,47), Na+ (1,89), Cs+ (2,65). Расположите эти катионы в порядке возрастания их подвижности в водном растворе и кратко объясните своё решение.

5. Пользуясь справочными данными, определите при 25С концентрацию ионов серебра в водном 0,001 m растворе NaCl, насыщенном хлористым серебром.

6. Сопротивление 0,01 н раствора KNO3 равно 423 Ом. Рассчитайте величины удельной и эквивалентной электропроводности, если константа ячейки для измерения электропроводности равна 0,5 см–1.

ВАРИАНТ 9

1. Меняется ли и как эквивалентная электропроводность при увеличении концентрации раствора? Ответ аргументируйте.

2. Величины рК для хлорной и азотной кислот в уксусной кислоте как растворителе соответственно равны 4,95 и 9,38. Какая из этих двух кислот является в данном растворителе более сильной?

3. Как экспериментально найти уменьшение электропроводности, обусловленное электрофоретическим торможением?

4. При нагревании от 0 до 20С степень диссоциации бинарного слабого электролита 1 в водном растворе увеличилась вдвое, а степень диссоциации бинарного слабого электролита 2 той же концентрации в водном растворе – вчетверо. Для какого электролита теплота диссоциации больше? Приведите объяснение.

5. Пользуясь данными справочника, рассчитайте рН 0,01 М раствора муравьиной кислоты.

6. Рассчитайте эквивалентную электропроводность 0,05 н раствора бензойной кислоты при 298 К, если константа диссоциации этой кислоты равна 6,1410–5. Эквивалентную электропроводность при бесконечном разведении определите по справочным данным.
______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 11

1. Зависит ли и как радиус ионной атмосферы от концентрации сильного электролита?

2. Зависит ли и как степень диссоциации слабого электролита в водном растворе от температуры? Ответ аргументируйте.

3. Объясните причину увеличения эквивалентной электропроводности в электрическом поле высокой частоты (эффект Дебая-Фалькенгагена).

4. Эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении при 25С для водных растворов СН2ClСООН и СН2ClСООNa составляет соответственно 389,5 и 89,8 см2 /(Омг-экв), хотя кислота – слабый, а соль – сильный электролит. В чём причина такой большой разницы в величине  ?

5. Эквивалентная электропроводность раствора KCl при бесконечном разведении и 25С равна 149,9 см2 /(Омг-экв). Число переноса К+ в этом растворе равно 0,497. Рассчитайте абсолютную скорость движения (в см2 / Вс) иона Cl в данном растворе.

6. Пользуясь справочными данными о термодинамических величинах соединений и ионов в водных растворах, рассчитайте величины Но, Sо и Gо для диссоциации муравьиной кислоты в воде при 298 К.

ВАРИАНТ 13

1. Напишите математическое выражение предельного закона Дебая-Гюккеля для раствора Co(NO3)2.

2. Как меняется эквивалентная электропроводность сильного электролита при увеличении разведения? Ответ аргументируйте.

3. Как изменится подвижность иона в растворе по мере увеличения собственного (кристаллографического) радиуса иона в растворе, если сравнивать ряд близких по свойствам ионов одинаковой зарядности? Кратко поясните ответ.

4. Изменится ли и как радиус ионной атмосферы при переходе от водного (диэлектрическая проницаемость равна 81) раствора сильного электролита к спиртовому (диэлектрическая проницаемость равна 24) той же концентрации при той же температуре? Приведите краткое объяснение.

5. При 291 К удельная электропроводность насыщенного раствора AgCl в воде равна 1,3710–6 Ом–1см–1. Удельная электропроводность воды при этой температуре равна 410–8 Ом–1см–1. Рассчитайте концентрацию хлористого серебра в чистой воде, считая раствор предельно разбавленным и  = 1. Воспользуйтесь данными справочника.

6. Пользуясь данными справочника, рассчитайте рН раствора в воде С6Н5ОН с концентрацией 0,05 моль/л при 25С.
_____________________________________________________________________


ВАРИАНТ 14

1. Что называется удельной электропроводностью раствора электролита?

2. Какой источник тока используется в электрической схеме для измерений электропроводности растворов электролитов и почему?

3. Есть ли разница между величинами ионной силы водного раствора FeCl3 и водного раствора Fe2(SO4)3 одинаковой концентрации?

4. Эквивалентная электропроводность 0,001 М раствора CaCl2 при 25С составляет 130,4, а 0,1 М раствора – 102,5 см2 /(Омг-экв). Объясните причину уменьшения электропроводности.

5. Пользуясь справочными данными, рассчитайте, на сколько изменится рН раствора HСlO4 в воде при 25С, если концентрацию изменить от 0,1 до 0,5 молей на 1000 г воды.

6. Скорость движения ионов Na+ и Cl в 0,1 М растворе NaCl в воде при 25С соответственно равны 42,610–5 и 68,010–5 см2 /(Вс). Рассчитайте удельную электропроводность этого раствора.

ВАРИАНТ 15

1. Что называется молярной электропроводностью раствора электролита (если она выражена в м2 /(Омкмоль))?

2. Изменится ли и как произведение растворимости труднорастворимой соли, выраженное через активности, если в раствор ввести электролит, имеющий одноимённый с солью ион?

3. Отношение моляльностей водных растворов Na2SO4 и KCl равно 1 : 1. Чему равно отношение средних ионных моляльностей этих растворов?

4. Радиус ионной атмосферы в 0,001 М растворе бинарного сильного электролита при 25С равен 96 Е. Изменится ли и как радиус ионной атмосферы, если концентрацию раствора увеличить?

5. Константа диссоциации уксусной кислоты в воде при 25С равна 1,810–5. Чему будут равны концентрации ионов водорода и рН раствора, если к 1 литру 1 н раствора уксусной кислоты добавить 8,2 г ацетата натрия? Считать раствор идеальным. Принять, что объём раствора при введении соли практически не изменится.

6. Эквивалентная электропроводность 0,002 н раствора KJ в воде при 298 К равна 146,7 см2 /(Омг-экв). Чему будет равна эквивалентная электропроводность 0,001н раствора KJ? Данные о предельных подвижностях ионов возьмите из справочника.
_____________________________________________________________________
ВАРИАНТ 16

1. Изменится ли и как выраженное через активности произведение растворимости труднорастворимой соли, если в раствор ввести посторонний электролит?

2. Напишите уравнение зависимости эквивалентной электропроводности раствора сильного электролита от концентрации для разбавленных растворов.

3. Сопоставьте ионные силы двух растворов при одинаковой концентрации: раствора AgNO3 и раствора Co(ClO4)2. Для какого раствора ионная сила больше, во сколько раз?

4. Как экспериментально найти уменьшение эквивалентной электропроводности, обусловленное электрорелаксационным торможением ионов?

5. Рассчитайте константу и стандартную работу диссоциации 1 моля слабой кислоты НА при 27С, если при этой температуре и концентрации 1,810–2 моль/л раствор имеет удельную электропроводность 7,210–4, а при концентрации 4,010–4 моль/л – 8,010–5 Ом–1см–1.

6. Пользуясь данными справочника, рассчитайте, во сколько раз изменится средняя ионная активность (а ) KCl в воде при 25С, если моляльная концентрация возрастёт с 0,01 до 1,0.

ВАРИАНТ 1

1. Что является мерой скорости электрохимической реакции?

2. Каким образом можно снизить перенапряжение выделения водорода?

3. Стандартный потенциал Cd-электрода равен – 0,403 В, водородного электрода – 0 В. Почему тем не менее можно получить Cd-покрытие электролизом раствора CdSO4?

4. При пропускании электрического тока через слаборазбавленную серную кислоту на катоде в течение 5 мин выделяется 40 мл водорода, измеренных при 288 К и 748 мм рт.ст. Определите силу тока, проходящего через электролит.


_______________________________________________________________________


ВАРИАНТ 2

1. В каких единицах измеряется потенциал, сила тока, плотность тока?

2. Каким образом можно повысить перенапряжение выделения водорода?

3. Объясните, почему электролиз водных растворов H2SO4 , HNO3 , NaOH, КОН (используются платиновые электроды) идёт при примерно одинаковом напряжении разложения. Можно ли в этот ряд растворов включить соляную кислоту?

4. При прохождении тока через раствор сульфата никеля на катоде выделяются никель и водород. Определить выход по току никеля, если после пропускания 0,5 Ачас выделилось 17,4 мл Н2 (при н.у.).


_______________________________________________________________________


ВАРИАНТ 3

1. Что такое плотность тока? Её физический смысл.

2. Какие стадии может включать в себя суммарный электродный процесс?

3. Напишите, какие реакции протекают на Pt-электродах при электролизе водных растворов CuSO4 , KCl, H2SO4 .

4. Выход по току при получении металлического кальция при электролизе расплава хлорида кальция равен 70%. Сколько электричества надо пропустить через электролизёр, чтобы получить 200 г кальция?

ВАРИАНТ 4

1. Что такое поляризация электродов?

2. Находится ли теория замедленной рекомбинации в согласии с экспериментальными данными? Поясните.

3. Дайте полную схему электролиза (катодная, анодная, общая реакция) и рассчитайте теоретическое значение напряжения разложения водных растворов ZnSO4 , AgNO3 , NaCl при электролизе их с графитовыми электродами. Среднеионная активность = 1.

4. При пропускании тока в течение 9 минут через кулонометр, содержащий разбавленный раствор H2SO4, выделяется 0,06 л гремучего газа (1 часть О2 и 2 части Н2 при н.у.). Напишите, какие реакции идут на катоде и аноде и суммарную реакцию электролиза. Рассчитайте силу тока.
_______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 5

1. Каково соотношение между истинной скоростью электрохимической реакции и плотностью тока?

2. Как перенапряжение выделения водорода зависит от концентрации ионов водорода?

3. Напряжение разложения 1н раствора CuSO4 равно 1,4 В. Пользуясь данными Справочника физико-химических величин, оцените приближённо, чему равнялось бы напряжение разложения CuSO4 , если бы отсутствовало перенапряжение выделения водорода на меди.

4. При пропускании через раствор электролита 2 Ачас электричества на аноде окислилось 1,196 г сульфид-иона. Определите электрохимический г/(Ачас) и химический эквивалент серы.

_______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 6

1. Законы Фарадея.

2. Что называется поляризационной кривой? Что можно определить путём её анализа?

3. Дайте полную схему электролиза (катодная, анодная и общие реакции) и рассчитайте теоретическое значение напряжения разложения 1н водных растворов CuSO4 , H2SO4 , CdSO4 . Сравните с экспериментальными значениями (взять из работы Напряжение разложения) и объясните причину расхождения.

4. Через раствор сульфата меди проходит ток силой 1,5 А. Определите теоретический выход меди в течение 1часа.

ВАРИАНТ 7

1. Есть ли различия в терминах «поляризация» и «перенапряжение»?

2. Понятие о предельной плотности тока. Предельная диффузионная плотность тока, применение на практике.

3. Напряжение разложения 1н раствора H2SO4 равно 1,8 В. Пользуясь данными Справочника физико-химических величин, оцените приближённо, чему равнялось бы напряжение разложения H2SO4 , если бы отсутствовало перенапряжение катодной и анодной реакций.

4. Металлический предмет требуется покрыть слоем никеля толщиной 0,3 мм. Площадь поверхности покрываемого предмета равна 100 см2. Плотность никеля 9,0 г/см3. Сколько времени требуется пропускать ток силой 3 А, если выход по току составляет 90%?
_______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 8

1. Каковы причины поляризации электродов и соответственно её типы?

2. Принципы качественного и количественного анализа в полярографии.

3. Рассчитать скорость реакции разряда иона гидроксония на Pt-электроде из 6 н раствора H2SO4 при Е = – 0,9 В (н.в.э.), если известны коэффициенты уравнения Тафеля: а = 1,54 В; b = 0,13 В; Т = 298 К.

4. Ток последовательно проходит через сосуды с водными растворами AgNO3 , CuSO4 и KJ. Какие вещества и в каких количествах выделяются на платиновых электродах в растворах CuSO4 и KJ, если в сосуде с раствором AgNO3 на катоде осадилось 0,1079 г серебра?
_______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 10

1. Каковы опытные закономерности перенапряжения выделения водорода? Уравнение Тафеля.

2. Объединённое уравнение законов Фарадея.

3. Дайте полную схему электролиза (катодная, анодная, общая реакции) и рассчитайте теоретическое значение напряжения разложения водных растворов Cu(NO3)2 , FeCl2 , NiSO4 с платиновыми электродами. Принять, что среднеионная активность ионов = 1.

4. Через раствор CuSO4 пропущено 5 Ачас электричества, при этом на катоде выделилось 5,6 г меди. Определите выход по току.

ВАРИАНТ 9

1. Каково уравнение концентрационной поляризации?

2. Каково значение перенапряжения водорода в практике электрохимических производств?

3. На монокристалле никеля с гранью (111) в 0,1М КОН (рН = 13,15) при 293 К изучали кинетику выделения водорода. Были получены следующие данные:

, В 0,075 0,150 0,225 0,300

lg i (А/см2) – 4,00 –3,60 –3,20 –2,80

Рассчитать постоянные a и b в уравнении Тафеля.

4. При электролизе водного раствора AgNO3 с нерастворимым анодом (например, платина, графит) в течение 25 минут при силе тока 3А на катоде выделилось 4,8 г серебра. Напишите, какие реакции протекают на электродах и суммарное уравнение процесса электролиза водного раствора AgNO3 . Рассчитайте выход по току и электрохимический эквивалент серебра г/(Ас), г/(Ачас).

_______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 11

1. Что такое проводники первого и второго рода?

2. Как зависит перенапряжение выделения водорода от природы металла?

3. Может ли происходить разряд ионов натрия и калия из водных растворов их солей? Поясните.

4. При пропускании электрического тока через слаборазбавленную серную кислоту на катоде в течение 10 мин выделяется 90 мл водорода, измеренных при 293 К и 748 мм рт.ст. Определите силу тока, проходящего через электролит.
_______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 12

1. Что такое выход по току?

2. Уравнение Тафеля. От чего зависят значения коэффициентов а и b в уравнении Тафеля?

3. Почему величины напряжения разложения кислородсодержащих кислот и щелочей средних концентраций на Pt-электродах близки между собой?

4. При прохождении тока через раствор сульфата никеля на катоде выделяются никель и водород. Определить выход по току никеля, если после пропускания 1,5 Ачас выделилось 49,3 мл Н2 (при н.у.).


ВАРИАНТ 13

1. Что такое кулонометр? Какие электрохимические системы используются в качестве кулонометров?

2. Зависит ли перенапряжение выделения водорода от присутствия посторонних добавок в электролите? Приведите примеры.

3. Чем отличается поведение HCl при электролизе ее водных растворов?

4. Выход по току при получении металлического кальция при электролизе расплава хлорида кальция равен 75%. Сколько электричества надо пропустить через электролизёр, чтобы получить 500 г кальция?
_______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 14

1. Какая стадия является собственно электрохимической в суммарном электродном процессе?

2. Как зависит перенапряжение выделения водорода на металлах от температуры?

3. Рассчитайте скорость реакции разряда ионов водорода на Hg-электроде из 5н H2SO4 при Е = – 0,8 В (н.в.э.), если коэффициенты уравнения Тафеля равны : а = 1,4 В; b = 0,116 В.

4. Через раствор сульфата меди проходит ток силой 1,2 А. Определите теоретический выход меди в течение 5 час.
_______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 15

1. Что такое ток обмена?

2. Замедленность каких стадий суммарной реакции выделения водорода может вызвать появление перенапряжения? Какова будет природа этого перенапряжения?

3. Рассчитайте скорость реакции разряда иона гидроксония на Pb-электроде из 1н H2SO4 при Е = – 1,0 В (н.в.э.), если коэффициенты уравнения Тафеля равны: а = 1,533 В; b = 0,118 В.

4. Металлический предмет требуется покрыть слоем никеля толщиной 0,4 мм. Площадь поверхности покрываемого предмета равна 250 см2. Плотность никеля 9,0 г/см3. Сколько времени требуется пропускать ток силой 2,5 А, если выход по току составляет 90%?
_______________________________________________________________________
ВАРИАНТ 16

1. Всегда ли соблюдаются законы Фарадея? Чем объясняется, что в большинстве случаев электрохимическому изменению подвергается меньшее количество данного вещества, чем следовало бы ожидать на основании законов Фарадея?

2. Каковы особенности протекания электрохимического процесса по сравнению с химическим?

3. Напишите, какие реакции протекают на Pt-электродах при электролизе водных растворов NiSO4 , K2SO4 , NaOH.

4. Через раствор CuSO4 пропущено 8 Ачас электричества, при этом на катоде выделилось 8,8 г меди. Определите выход по току.
_______________________________________________________________________
      1. ВАРИАНТ 1


1. Какая реакция (окисления или восстановления) протекает на положительном полюсе гальванического элемента?

2. Для чего служит электролитический ключ (мостик) и какие требования предъявляются к раствору ключа?

3. Напишите химическую реакцию (указав её направление), протекающую в гальваническом элементе в стандартных условиях при 25С:

PtMn2+, MnO4, H+ Co3+, Со2+Pt .

4. При работе в обратимых условиях гальванический элемент выделяет тепло. Зависит ли и как ЭДС этого элемента от температуры?

5. Рассчитайте растворимость хлористого серебра в воде при 50С, если при этой температуре ЭДС гальванического элемента

AgAgCl (насыщ. р–р) AgNO3 (0,05 М)Ag

равна 0,199 В, а коэффициент активности иона Ag+ в растворе азотнокислого серебра при 50С равен 0,9.

6. ЭДС цепи, составленной из насыщенного каломельного электрода (слева) и хингидронного в исследуемом растворе равна 0,274 В при 25С. Рассчитайте рН исследуемого раствора. Диффузионным потенциалом пренебречь. Значения потенциалов насыщенного каломельного и стандартного хингидронного электродов взять в справочнике.

______________________________________________________________________

      1. ВАРИАНТ 5


1. Каково термодинамическое условие образования отрицательного заряда на поверхности металла, опущенного в раствор своей соли?

2. Напишите уравнение Нернста для хлорсеребряного электрода.

3. Напишите реакцию, протекающую в гальваническом элементе при 25С в стандартных условиях:

PbPbSO4SO42– OHPbOPb .

4. Определите знаки электродов амальгамного концентрационного элемента, если а1 больше а2 :

Hg, Cd (а1)CdSO4 (р–р)Cd, Hg (а2) .

5. Рассчитайте произведение растворимости бромистого серебра при 50С, если при этой температуре стандартные потенциалы бромидсеребряного и серебряного электродов соответственно равны 0,046 и 0,749 В.

6. Пользуясь данными справочника о величинах стандартных электродных потенциалов, определите при 25С стандартные изменения энергии Гиббса, энтальпии и энтропии реакции

2MnO4 + 5Pb2+ + 2H2O = 2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+ ,

если для элемента, в котором протекает эта реакция, dE/dT = 210–4 В/К.
      1. ВАРИАНТ 2


1. Какая реакция (окисления или восстановления) протекает на отрицательном полюсе гальванического элемента?

2. Влияет ли и как давление газообразного хлора на величину потенциала хлорного электрода?

3. Составьте элемент, в котором протекает следующая химическая реакция:

Ѕ Hg2Cl2 + Ѕ H2 = Hg + HCl .

4. Гальванический элемент совершает электрическую работу без изменения внутренней энергии. В каком соотношении (что больше?) находятся для этого случая величина электрической работы (nFE) и величина теплоты (Q), которой элемент обменивается с окружающей средой? Какой знак в этом случае имеет температурный коэффициент ЭДС?

5. Пользуясь данными справочника о стандартных электродных потенциалах, рассчитайте при 298 К константу равновесия реакции

MnO2 + 4H+ + 2Fe2+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O .

6. ЭДС цепи, составленной из стандартного водородного электрода (слева) и хингидронного электрода в исследуемом растворе, равна 0,544 В при 25С. Определите рН исследуемого раствора. Стандартный потенциал хингидронного электрода взять из справочника. Диффузионным потенциалом пренебречь.

____________________________________________________________________
      1. ВАРИАНТ 3


1. Каково термодинамическое условие образования положительного заряда на поверхности металла, опущенного в раствор соли этого металла?

2. Существуют ли гальванические элементы, для которых величина ЭДС не зависит от величин стандартных электродных потенциалов? Если существуют, то укажите тип этих элементов.

3. Какой из членов правой части уравнения Нернста для электрода 1-го рода даёт наибольший вклад в величину электродного потенциала при данной активности иона?

4. Можно ли измерить ЭДС гальванического элемента с помощью обычного вольтметра? Приведите ответ с обоснованием.

5. ЭДС элемента

CdCdCl2 (р–р)AgCl (тв.)AgCd

при 25С равна 0,675 В, а температурный коэффициент ЭДС этого элемента равен – 6,510–4 В/К. Напишите уравнение реакции, протекающей в этом элементе, и рассчитайте G, S и H для этой реакции при 25С.

6. Элемент, состоящий из раствора, водородного электрода в нём (= 1 атм) и насыщенного каломельного электрода с мостиком из насыщенного раствора КCl, имеет ЭДС, равную 0,644 В при 25С. Воспользовавшись справочными данными, рассчитайте рН раствора и активность ионов водорода в нём.
      1. ВАРИАНТ 4


1. Напишите уравнение Нернста для окислительно-восстановительного электрода, на котором протекает реакция с участием ионов водорода:

pOк + qH+ + ne = zBос .

(Используйте обозначения: аОк , аВос и аН+ – соответственно активности окисленной, восстановленной форм и иона водорода в растворе).

2. Какие гальванические элементы называют химическими?

3. Изобразите схематически график потенциометрического титрования смеси соляной и уксусной кислот щёлочью (с потенциалом индикаторного электрода по оси ординат). Какие электроды можно при этом употреблять в качестве индикаторных?

4. Приведите схематическую запись гальванического элемента, в котором протекает реакция 2Ag+ + CrO42– = Ag2CrO4 .

5. Напишите уравнение реакции, протекающей в элементе

ZnZnCl2 (2 М)AgCl (тв.)Ag .

Воспользовавшись справочными данными, вычислите Ео и Е при 298 К для этого элемента.

6. ЭДС элемента

HgHg2Cl2 (тв.)KCl (0,1 н) Н+, хинон, гидрохинонPt

при 25С равна 0,15 В. Воспользовавшись справочными данными, рассчитайте рН раствора в правом полуэлементе.

__________________________________________________________________________________________________

      1. ВАРИАНТ 6


1. Как изменяются электродные потенциалы водородного и хлорного электродов при увеличении давления соответственно водорода и хлора?

2. Какое устройство называют гальваническим элементом? Чем отличается течение реакции в гальваническом элементе от обычной реакции, осуществляемой в обыкновенном сосуде?

3. Влияет ли и как присутствие посторонних ионов в растворе умеренной концентрации на потенциал каломельного электрода? Почему?

4. Составьте гальванический элемент, в котором протекает реакция

Co + 2Fe(CN)63– = Co2+ + 2Fe(CN)64– .

5. ЭДС следующего элемента при 25С равна 1,45 В:

ZnZnSO4 (1,48 М)Hg2SO4 (тв.)HgZn .

Пользуясь данными справочника о стандартных электродных потенциалах, рассчитайте средний ионный коэффициент активности ZnSO4 в данном растворе при 25С.

6. При 298 К ЭДС цепи, составленной из насыщенного каломельного электрода (справа) и водородного с давлением водорода, равным 1 атм, равна 0,36 В. Рассчитайте рН раствора электролита в водородном электроде.

ВАРИАНТ 7

1. Напишите уравнение Нернста для электрода 2-го рода (а+ – активность катиона, а – активность аниона, а – активность соли в растворе электролита).

2. Что называется стандартным потенциалом водородного электрода?

3. ЭДС гальванического элемента как функция температуры выражается уравнением E = a + bT. Выведите уравнение для расчёта S, G, H при температуре Т.

4. Напишите химическую реакцию, указав её направление, протекающую в гальваническом элементе:

PtH2 (= 1атм)H+ (аН+ = 1) Fe2+, Fe3+Pt .

5. Пользуясь справочными данными, рассчитайте ЭДС гальванического элемента при 298 К:

ZnZnSO4 (0,01 М) ZnSO4 (1 М)Zn .

6. Рассчитайте рН раствора, если ЭДС гальванического элемента, составленного из стандартного водородного электрода (слева) и хингидронного электрода в данном растворе, при 298 К равна 0,521 В. Воспользуйтесь справочником.
______________________________________________________________________

      1. ВАРИАНТ 8


1. Напишите уравнение Нернста для электрода 1-го рода (а+ – активность катиона, а – активность аниона, а – активность соли в растворе электролита).

2. Какие растворы в электрохимии называют нулевыми? Что такое потенциал нулевого заряда?

3. Приведите условную запись гальванического элемента, в котором протекает следующая химическая реакция:

Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ .

4. Пренебрегая диффузным потенциалом, сделайте вывод о том, у какого из следующих двух элементов, взятых при одинаковой температуре, ЭДС больше.

1. CuCuSO4 (а = 0,1) CuSO4 (а = 1,0)Cu Е1

2. ZnZnSO4 (а = 0,01) ZnSO4 (а = 0,1)Zn Е2

5. Пользуясь данными справочника, рассчитайте ЭДС следующего гальванического элемента:

CuCuSO4 (1 М)Hg2SO4 (тв.)HgCu .

6. Температурный коэффициент ЭДС обратимого гальванического элемента с одноэлектронным переходом равен – 0,0004 В/К. Определите, выделяется или поглощается тепло при работе этого элемента и чему равно это тепло при 300 К.
      1. ВАРИАНТ 9


1. Каково должно быть соотношение химических потенциалов ионов в металле и ионов в растворе для того, чтобы металл, опущенный в раствор, содержащий ионы этого металла, заряжался положительно?

2. Какая реакция (окисления или восстановления) протекает на отрицательном электроде электролизера?

3. Влияет ли и как присутствие посторонних индифферентных ионов на потенциал электрода 1-го рода в растворе умеренной концентрации?

4. В каком из следующих растворов KCl при 298 К потенциал хлоридсеребряного электрода будет больше: в сантимоляльном, децимоляльном, моляльном или насыщенном? Ответ поясните.

5. Рассчитайте стандартный электродный потенциал полуэлемента AgAgJтв.KJ при 13С, если при этой температуре произведение растворимости йодистого серебра равно 0,3210–16, а стандартный электродный потенциал серебряного электрода равен 0,944 В.

6. Температурный коэффициент ЭДС гальванического элемента с одноэлектронным переходом равен нулю. Каково изменение энтальпии для реакции, протекающей в этом элементе, если ЭДС равна 1,1 В?
______________________________________________________________________
      1. ВАРИАНТ 10


1. Каково соотношение между химическими потенциалами ионов в металле и в растворе, если металл, опущенный в раствор, содержащий ионы этого металла, заряжается отрицательно?

2. Напишите уравнение Нернста для хлорного электрода (при малых давлениях хлора).

3. При 25С имеются стандартный водородный электрод и цинковый электрод, помещённый в раствор ZnSO4 . Составьте гальванический элемент из этих электродов и напишите уравнение реакции, протекающей в этом элементе, указав её направление.

4. Каким образом сказывается присутствие посторонних индифферентных ионов на потенциал электрода 2-го рода в растворе умеренной концентрации?

5. Рассчитайте константу равновесия реакции

Fe (CN)64– + Ѕ J2тв. = Fe (CN)63– + J,

протекающей в обратимом гальваническом элементе при 298 К. Для расчёта воспользуйтесь справочными данными.

6. Значение потенциала серебряного электрода при 298,2 К в растворе AgNO3 относительно насыщенного каломельного электрода равно 0,523 В. Определить активность ионов серебра в растворе. Диффузионный потенциал устранен.
      1. ВАРИАНТ 11


1. От чего зависит величина стандартной ЭДС химического гальванического элемента (природа реакции, концентрация растворов, температура, число переносимых электронов)?

2. Напишите уравнение Нернста для водородного электрода при малых давлениях водорода.

3. Составьте гальванический элемент, в котором протекает следующая химическая реакция:

2Ag + Hg2Cl2 = 2AgCl + 2Hg .

4. Для гальванического элемента, работающего в обратимых условиях, ЭДС при 25С больше, чем при 0С. С выделением или поглощением тепла работает этот элемент?

5. Пользуясь справочными данными, рассчитайте при 25С ЭДС следующего элемента:

PtH2 (= 1 атм)NH4OH (0,01 М) СН3СООН (0,1 М)Н2Pt (= 1 атм) .

6. Рассчитайте тепловой эффект (Н) химической реакции

2JO3 + 2H+ + 5H2O2 = J2 + 6H2O + 5O2 ,

если эта реакция протекает в гальваническом элементе при 298 К, а величина ЭДС и её производной по температуре соответственно равны 0,513 В и 0,00067 В/К.
_____________________________________________________________________

      1. ВАРИАНТ 12


1. Что называется стандартной ЭДС гальванического элемента?

2. Напишите уравнение Нернста для хингидронного электрода.

3. Составьте (приведите условную запись) электрода 2-го рода, если имеются: Ag (металл), Pt (металл), соли AgNO3 , K2CrO4 , AgNO2 , K2Cr2O7 , Ag2CrO4 , кислота HNO3 , вода.

4. Меняется ли и как внутренняя энергия гальванического элемента, если его ЭДС не зависит от температуры? Почему?

5. Пользуясь справочными данными, рассчитайте константу равновесия реакции

2Fe3+ + 2J = 2Fe2+ + J2(тв.) ,

протекающей в гальваническом элементе при 298 К.

6. Рассчитайте при 25С ЭДС элемента:

PtH2 (= 1)HCl (0,01m)AgClAgAgClHCl (0,1m)H2Pt (= 1) .

К какому типу можно отнести этот элемент? При расчёте воспользуйтесь справочными данными.

ВАРИАНТ 13

1. Какие константы и экспериментальные данные необходимо иметь, чтобы подсчитать электрическую работу, совершаемую гальваническим элементом?

2. К какому типу элементов относится элемент Вестона (концентрационный, химический, с переносом, без переноса)?

3. Составьте гальванический элемент, в котором протекает следующая реакция:

5PbO2 + J2 + 8H+ + 5SO42– = 5PbSO4 + 2JO3 + 4H2O .

4. Гальванический элемент в обратимых условиях работает с выделением тепла в окружающую среду. Как изменится его ЭДС с ростом температуры?

5. По данным справочника о величинах стандартных электродных потенциалов рассчитайте при 298 К константу равновесия реакции, приведённой в пункте 3.

6. Под каким давлением поступает водород в левый электрод, если ЭДС элемента

PtH2 (= ?)HCl (0,01 М)H2Pt (= 1 атм)

при 25С равна 0,0059 В?

______________________________________________________________________
      1. ВАРИАНТ 14


1. Напишите уравнение Нернста для окислительно-восстановительного электрода, на котором протекает реакция

mOк + ne = qBос .

(Воспользуйтесь обозначениями: аОк – ионная активность окисленной формы, аВос – ионная активность восстановленной формы).

2. Из двух электродов: никеля, опущенного в раствор сернокислого никеля, и кадмия, опущенного в раствор сернокислого кадмия, составлен гальванический элемент. Какой из этих электродов образует при 298 К отрицательный полюс гальванического элемента, если активности ионов в растворе равны 1?

3. Величина dE/dT для гальванического элемента меньше нуля. Определите: а) выделяется или поглощается тепло при работе такого элемента; б) увеличивается или уменьшается энтропия в результате реакции, протекающей в таком элементе.

4. Водородный стандартный электрод соединён с каломельным электродом ( = 1). Приведите условную запись этого элемента, если цепь без переноса.

5. Пользуясь справочными данными, рассчитайте ЭДС следующего элемента при 298 К:

NiNiSO4 (0,1 М) KCl (0,005 М)CuClCuNi .

6. Рассчитайте активность HCl и среднюю ионную активность HCl в водном растворе, если при 298 К ЭДС цепи

PtH2 (= 1 атм)HClAgClAgPt

равна 0,458 В. Стандартный потенциал хлоридсеребряного электрода взять из справочника.
      1. ВАРИАНТ 15


1. Для каких целей используется каломельный электрод?

2. На окислительно-восстановительном электроде протекает реакция:

СО2 + 2Н+ + 2е = НСООН .

Зависит ли потенциал этого электрода от концентрации (активности) ионов водорода в растворе?

3. Как связаны между собой потенциал электрода второго рода, потенциал электрода первого рода и произведение растворимости малорастворимого соединения, контактирующего с металлом электрода второго рода?

4. Осуществима ли в водном растворе при 298 К реакция Ag + Fe3+ = Fe2+ + Ag+, если = 1, = 0,1, = 0,01? Чему равна константа равновесия этой реакции при 298 К? Воспользуйтесь справочными данными.

5. Составьте гальванический элемент, в котором протекает реакция

2Ag+ + SO42– = Ag2SO4 .

6. Рассчитайте при 298 К ЭДС амальгамного элемента

Hg, Zn (a1) ZnSO4, p–p Zn, Hg (a2)

при следующих значениях активности цинка в амальгаме: а1 = 0,003, а2 = 0,0001.
______________________________________________________________________
      1. ВАРИАНТ 16


1. При каких условиях электродный потенциал водородного электрода условно принимается равным нулю?

2. От чего зависит величина стандартного электродного потенциала (природа электродной реакции, температура, активность потенциалопределяющих ионов, присутствие посторонних ионов)?

3. Изменяется ли и как с ростом температуры ЭДС гальванического элемента, если в обратимых условиях он работает с выделением тепла?

4. Составьте гальванический элемент, в котором идёт следующая реакция:

2Fe3+ + Sn2+ = Sn4+ + 2Fe2+ .

5. Пользуясь справочными данными о величинах стандартных электродных потенциалов, рассчитайте константу равновесия реакции

MnO4 + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O ,

протекающей в гальваническом элементе при 298 К.

6. Рассчитайте рН раствора, если при 298 К ЭДС элемента

PtHgHg2Cl2KCl (0,1 н) H+ , хингидрон (рН = ?)Pt

равна 0,15 В. Стандартный потенциал хингидронного электрода и потенциал каломельного электрода взять из справочника.

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации