Составить электродные схемы гальванических элементов в одном из которых никель является катодом, а в другом анодом. написать уравнения катодного и анодного процессов и рассчитать стандартные эдс этих двух элементов. !

В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающий меньшим значением электродного потенциала восстановления, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала восстановления.  

 

НИКЕЛЬ – КАТОД  

Чтобы никель в гальванической паре являлся катодом, необходимо в качестве второго электрода взять металл с меньшим электродным потенциалом восстановления. Возьмем в качестве второго электрода цинковый электрод.  

E°(Ni(2+)/Ni) = – 0,234 B  

Еº(Zn(2+)/Zn) = − 0,76 B  

Еº(Ni(2+)/Ni) > Еº(Zn(2+)/Zn)  

В схеме гальванического элемента слева записывается анод, а справа – катод, тогда схема гальванического элемента в общем виде.  

Zn | Zn(+2) || Ni(+2) | Ni  

Электроды должны быть опущены в растворы собственных солей. Пусть никелевый катод будет опущен в раствор соли NiSO4 с молярной концентрацией 1,0 моль/л, а цинковый анод опущен в раствор соли ZnSO4 с молярной концентрацией 1,0 моль/л.  

Тогда схема гальванического элемента будет иметь вид.  

Zn | ZnSO4 (1,0 М) || NiSO4 (1,0 М) | Ni  

На аноде протекает процесс окисления, а на катоде – процесс восстановления.  

Процессы окисления-восстановления на электродах.  

Анод (–) Zn – 2е = Zn(2+) | 1 – окисление на аноде  

Катод (+) Ni(2+) + 2e = Ni↓ | 1 – восстановление на катоде  

Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение токообразующей реакции, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.  

Zn + Ni(2+) → Zn(2+) + Ni↓  

Поскольку молярные концентрации электролитов равны 1,0 моль/л, то можно посчитать стандартную ЭДС гальванического элемента.  

ЭДС° = Е (катода) – Е (анода) = Еº(Ni(2+)/Ni) – Еº(Zn(2+)/Zn) = (– 0,234) – (− 0,76) = 0,526 В  

 

НИКЕЛЬ – АНОД  

Чтобы никель в гальванической паре являлся анодом, необходимо в качестве второго электрода взять металл с большим электродным потенциалом восстановления. Возьмем в качестве второго электрода медный электрод.  

E°(Ni(2+)/Ni) = – 0,234 B  

Еº(Cu(2+)/Cu) = + 0,34 В  

Еº(Cu(2+)/Cu) > Еº(Cu(2+)/Cu)  

Схема гальванического элемента в общем виде.  

Ni | Ni(+2) || Cu(2+) | Cu  

Пусть никелевый анод будет опущен в раствор соли NiSO4 с молярной концентрацией 1,0 моль/л, а медный катод опущен в раствор соли CuSO4 с молярной концентрацией 1,0 моль/л.  

Тогда схема гальванического элемента будет иметь вид.  

Ni | NiSO4 (1,0 M) || CuSO4 (1,0 M) | Cu  

Процессы окисления-восстановления на электродах.  

Анод (–) Ni – 2е = Ni(2+) | 1 – окисление  

Катод (+) Cu(2+) + 2e = Cu↓ | 1 – восстановление  

Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.  

Ni + Cu(2+) → Ni(2+) + Cu↓  

Поскольку молярные концентрации электролитов равны 1,0 моль/л, то можно посчитать стандартную ЭДС гальванического элемента.  

ЭДС° = Е (катода) – Е (анода) = Еº(Cu(2+)/Cu) – Еº(Ni(2+)/Ni) = 0,34 – (– 0,234) = 0,574 В

Уравнения реакций:
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2
MgCO3 + H2O + CO2 = Mg(HCO3)2
Для проведения реакции потребовалось 2,016/22,4 = 0,09 моль углекислого газа.
Из реакция видно, что карбонаты и углекислый газ реагируют в соотношении 1:1, следовательно, общее количество вещества в исходной смеси карбонатов составляет 0,09 моль.
Найдем молярную массу исходной смеси: 8,2/0,09 = 91,11 г/моль
Примем содержание карбоната кальция в смеси за х и составим уравнение:
100*х + 84*(1-х) = 91,11
Отсюда х = 0,444 или 44,4%. Соответственно, доля карбоната магния в смеси составляет 0,556 или 55,6%
Находим массы каждого из карбонатов:
CaCO3: 0,444*8,2 = 3,64 г
MgCO3: 0,556*8,2 = 4,56 г

3)
Дано:
m(CaCO3)=60кг
w(примеси)=30%
Найти:
V(CO2)-?
Решение:
CaCO3=СаО+CO2
m(примеси)=60*0.3=18кг
m(чис. СаСО3)=60-18=42кг
M (CaCO3)=100г/моль
n(CaCО3)=n (CO2)=42000/100=420моль
V=n*Vm
V (CO2)=420*22.4=9408л.
ответ: 9408л.
2)
Дано:
V(H2O)=24.9мл
p=1г/мл
V(NH3)=6.72л
Найти:
w(NH3)-?
Решение:
w=m( в-ва)/m(р-ра)
m(р-ра)= m(Н2O)+m(NH3)
m (H2O)= V*P=24.9г
n(NH3)=6.72/22.4=0.3моль
M(NH3)=17г/моль
m(NH3)=n*M=0.3*17=5.1г
w(NH3)= 5.1 / (5.1+24.9)= 0.17 = 17%
ответ: 17%
1)
Дано:
m(H2SO4)=13.5г
m(CaO)=10г
Найти:
m(H2О)-?
Решение:
H2SO4+CaO=CaSO4+H2O
M(H2SO4)=98 г/моль
M(CaO)=56г/моль
n(H2SO4)=13.5/98=0.137моль
n (CaO)=10/56=0.178моль
Видим что количества серной кислоты меньше, чем количество оксид кальция , значит серной кислоты не хватит для растворения в ней оксид кальция.
Т. к. серной кислоты недостаток, то расчеты ведем по ней:
n(H2О)=n(H2SO4)=0.137моль
M(H2O)=18г/моль
m(H2O)=0.137*18=2.466г
ответ:2.466г.