ELEKTROCHEMIA I ELEKTROLIZA

ELEKTROCHEMIA I ELEKTROLIZA Zadania dla studentów ze skryptu ,,Obliczenia z chemii ogólnej” Wydawnictwa Uniwersytetu Gdańskiego 1. Blaszkę niklową zanurzono do roztworów soli: a) MgSO4 b) NaCl c) CuSO4 d) AuCl3 e) ZnCl2 W których roztworach zajdzie reakcja wypierania metalu? 2. Do roztworu CuSO4 zanurzono blaszkę żelazną. Po pewnym czasie stwierdzono, że masa blaszki zwiększyła się o 2 g. Ile gramów miedzi wydzieliło się na blaszce? 3. 4 g talu wrzucono do roztworu soli miedzi (II), tal roztworzył się, a masa wydzielonej miedzi wynosiła 0,628 g. Oblicz ładunek jonów talu w otrzymanym roztworze. 4. 2 g pewnego metalu wrzucono do roztworu soli srebra (I). Metal roztworzył się, tworząc jon dwudodatni, a wydzielone srebro ważyło 6,64 g. Oblicz masę atomową metalu. 5. Płytkę żelazną o masie 200 g zanurzono do roztworu zawierającego chlorek glinu i chlorek miedzi (II). Po wyjęciu masa płytki wynosiła 210 g. Oblicz, ile gramów żelaza przeszło do roztworu. 6. Oblicz potencjał elektrody cynkowej w 1 * 10-­‐4 molowym roztworze ZnSO4, w temperaturze 25 0C. 7. Oblicz potencjał elektrody wodorowej w temperaturze 25 0C, w roztworze o pH = 5. 8. Oblicz siłę elektromotoryczną ogniwa (25 0C) zbudowanego z dwóch elektrod srebrowych, z których jedna jest zanurzona w roztworze Ag2SO4 o stężeniu 5 * 10-­‐3 mol/dm3, a druga w roztworze AgNO3 o stężeniu 1 * 10-­‐4 mol/dm3. 9. Ile wynosi potencjał elektrody ołowianej zanurzonej w 2 * 10-­‐3 molowym roztworze Pb(NO3)2, o temperaturze 25 0C? 10. Oblicz SEM ogniwa w temperaturze 25 0C, w którym zachodzi reakcja: Ni + 2Au+ = Ni2+ + 2Au, a stężenia obu kationów są równe i wynoszą 1 mol/dm3. 11. Oblicz siłę elektromotoryczną ogniwa (w temperaturze 25 0C), w którym zachodzą reakcje: a) Zn + 2Ag+ = Zn2+ + 2Ag b) Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 Stężenia Fe2+, Zn2+ i Ag+ są równe 1M. 12. Oblicz potencjał normalny elektrody cynkowej względem elektrody litowej. 13. Jaki będzie potencjał normalnej elektrody względem nasyconej elektrody kalomelowej, której potencjał E0 = +0,244 V? 14. Jaki będzie potencjał normalnej elektrody ołowianej wyrażony względem elektrody kalomelowej, której potencjał E0 = +0,244 V? 15. Zbudowano ogniwo z normalnej elektrody wodorowej i elektrody ołowianej. Jakie powinno być stężenie jonów Pb2+ w roztworze elektrolitu, aby SEM ogniwa w temperaturze 25 0C wynosiła 0,244V? 16. Oblicz potencjał redoks układu MnO4-­‐/Mn2+ w środowisku kwaśnym (25 0C) wiedząc, że stosunek stężeń utleniacza do reduktora wynosi 10, a pH roztworu jest równe 1. 17. Oblicz stężenie jonów Cr2+ w układzie redoks, w którym stężenie jonów Cr3+ wynosi 1 * 10-­‐2 mol/dm3, a zmierzony potencjał układu względem normalnej elektrody wodorowej jest równy -­‐0,360 V. 18. Potencjał układu Cr2O72-­‐/Cr3+ względem elektrody wodorowej (w temperaturze 25 0C) w środowisku kwaśnym wynosi 1,45 V. Oblicz stężenie jonów wodorowych, wiedząc, że stężenie utleniacza i reduktora wynosiły odpowiednio 0,1 oraz 0,015 mol/dm3. 19. Jakie było stężenie jonów wodorotlenowych podczas pomiaru potencjału półogniwa: Pt/BrO3-­‐, (0,133 M), Br -­‐ , (0,52 M), OH-­‐ , (C), jeżeli w temperaturze 25 0C potencjał tej elektrody był równy 0,61 V, a E0 ma również wartość 0,61 V ? 20. Oblicz stałą równowagi reakcji: Cu2+ + Cd = Cu + Cd2+. 21. Oblicz stałą równowagi reakcji utleniania kwasu arsenowego (III) manganianem (VII) potasu w środowisku kwaśnym. 22. Jak długo należy przepuszczać prąd elektryczny o natężeniu 4 A przez roztwór dowolnego kwasu, aby otrzymać 4,48 dm3 wodoru w warunkach normalnych? 23. Przez wodny roztwór K2SO4 przepuszczono prąd elektryczny w czasie 50 minut i otrzymano 1,12 dm3 tlenu pod ciśnieniem 760 mmHg w temperaturze 25 0C. Jakie było natężenie prądu? 24. Ile dm3 wodoru w warunkach normalnych otrzyma się, przepuszczając prąd o natężeniu 3 A w ciągu jednej godziny przez wodny roztwór NaOH? 25. Jak długo należy przepuszczać prąd o natężeniu 3 A przez roztwór NiSO4, aby pokryć przedmiot o powierzchni 200 cm3 warstewką o grubości 2 * 10-­‐2 mm. Gęstość niklu wynosi 8,9 g/cm3. 26. Ile wynosi gramorównoważnik miedzi, jeżeli ładunek 48 250 kulombów wydziela z roztworu soli miedzi 15,88 g metalu? 27. Ile wynosi gramorównoważnik chromu, jeżeli podczas przepuszczania prądu elektrycznego o natężeniu 1 A przez roztwór soli chromu w ciągu 10 minut wydzieliło się 0,108 g chromu? 28. Jak długo należy przepuszczać prąd elektryczny o natężeniu 1 A przez roztwór Fe2(SO4)3, aby z objętości 25 cm3 0,3 molowego roztworu wydzieliło się całkowicie żelazo? 29. Przez dwa elektrolizery, z których jeden zawierał FeSO4, a drugi roztwór Fe2(SO4)3, przepłynął ten sam ładunek elektryczny. W którym elektrolizerze wydzieliło się na katodzie więcej żelaza? 30. Podczas elektrolizy siarczanu (VI) pewnego metalu na katodzie wydzieliło się 6,4 g metalu, a na anodzie 2,8 dm3 tlenu, w temperaturze 20 0C i pod ciśnieniem 710 mmHg. Oblicz gramorównoważnik metalu. 31. Ile gramów KClO3 można otrzymać w procesie elektrolizy wodnego roztworu KCl, zużywając 2 kilowatogodziny energii elektrycznej przy napięciu 10 V ? 32. Jaki ładunek elektryczny jest potrzebny do wydzielenia 1 kg cynku z roztworu soli tego metalu? 33. Oblicz czas potrzebny do całkowitego wydzielenia kadmu z 50 cm3 1 molowego roztworu azotanu (V) kadmu przy użyciu prądu elektrycznego o natężeniu 2 A. 34. Oblicz masę wody, jaka ulegnie rozkładowi w czasie 20 minutowej elektrolizy wodnego roztworu NaOH, jeżeli natężenie prądu będzie wynosić 1 A. 35. Przeprowadzono elektrolizę w szeregowo połączonych elektrolizerach. Pierwszy z nich zawierał roztwór AgNO3, drugi Pb(NO3)2. Oblicz masę ołowiu wydzieloną w drugim elektrolizerze, jeżeli na katodzie pierwszego wydzieliło się 162 mg srebra metalicznego. 36. Pod wpływem prądu o napięciu 6 V w ciągu 45 minut z 2 dm3 roztworu siarczanu (VI) miedzi (II) wydzieliło się 1,5 g miedzi. Oblicz ładunek elektryczny, który przepłynął przez przewodnik, natężenie prądu, zużycie energii źródła prądu i stężenie normalne roztworu przed elektrolizą, jeśli wydzieliło się tylko 25% Cu zawartej w roztworze. 37. Z wysuszonej mieszaniny chlorków czterech metali pobrano próbkę o masie 0,7054 g i przeprowadzono je w tlenki. Masa otrzymanych tlenków wynosiła 0,4308 g, a wartościowość metali nie zmieniła się. Następnie poddano elektrolizie roztwór zawierający 35,27 g mieszaniny chlorków. Podaj masę wydzielonych metali i czas procesu, jeśli I = 0,965 A. (H2 nie wydzielał się). 38. Dwa elektrolizery z roztworami różnych soli podłączono szeregowo do źródła prądu stałego. Podczas elektrolizy w naczyniu pierwszym, zawierającym roztwór siarczanu (VI) miedzi (II), uzyskano przyrost katody o 1,1858 g. Na drugiej katodzie otrzymano równoważną ilość cgromu, który wydzielono z roztworu sporządzonego przez rozpuszczenie 4,12 g hydratu siarczanu (VI) chromu (III). Ustal wzór uwodnionego Cr2(SO4)3 * nH2O.