Вариант программированного контроля по теме «Направление окислительно- восстановительных реакций»

1. Вычислите ЭДС гальванического элемента при стандартных условиях:

2. Вычислите ЭДС реакции при стандартных условиях:

3. Определите, какая реакция возможна при стандартных условиях:

В ответе укажите молярную массу эквивалента окислителя.

4. Определите молекулярную массу иодсодержащего продукта, получающегося при сливании растворов селенистой и йодноватой кислот, если:

5. Электродный потенциал никелевой пластины, опущенной в раствор сульфата никеля(П), оказался равным -0,34 В. Рассчитайте, какое количество вещества ионов никеля содержится в растворе, если объем раствора 200 мл.

Ответы

Решения

1. Найдем в приложении 1 значения стандартных электродных потенциалов и вычислим ЭДС:

2. Окислитель - атом 5(-Н), входящий в восстановленную форму одной окислительно-восстановительной системы, а восстановитель - атом 5(+1У), входящий в окисленную форму другой системы. Одно и то же вещество, относящееся к продуктам реакции, - сера является окисленной формой для одной системы и восстановленной - для другой:

В реакции участвует соляная кислота и, следовательно, требуется найти стандартные электродные потенциалы для кислой среды. Сульфид натрия и сульфит натрия - соли слабых кислот, в кислой среде анионы этих кислот связываются с ионами водорода. Поэтому в таблице электродных потенциалов следует искать формулы кислот - сероводородной ЬЬ8 и сернистой НчБОз, формулу которой часто представляют в виде ЗСЬЬЬО.

Стандартные электродные потенциалы для кислой среды:

ЭДС реакции:

3. В первой реакции меняют степени окисления марганец и хлор; среди реагентов - гидроксид калия, т.е. реакция происходит в щелочной среде. Укажем окисленные и восстановленные формы:

Стандартные электродные потенциалы:

ЭДС реакции:

- 0,69 В < 0.

30

Приходим к выводу, что данная реакция при стандартных условиях не идет.

Возможность протекания второй реакции также проанализируем для стандартных условий в щелочной среде, поскольку среди продуктов реакции имеется щелочь. Определим окисленные и восстановленные формы:

Полностью указаны окисленная и восстановленная форма для одной системы, ее потенциал: ф°_{ыо /кн} =-0,15 В .

Для второй системы указана только восстановленная форма, по ней и определяем потенциал <р° ; он составит (р° , =-0,93 В .

Ох/оО^ /оО^

Сульфит-ион окисляется до сульфат-иона, недостающий продукт реакции - К₂50₄.

ЭДС реакции:

Реакция идет в прямом направлении. Молярная масса эквивалента окислителя

4. Требуется определить продукты реакции Н^БеОз + НЮз —» ...

Степень окисления селена в селенистой кислоте +1У. иода в йодноватой кислоте +У. Оба элемента находятся в промежуточных степенях окисления, поэтому и Н₂8еОз, и НЮз могут в принципе быть как окислителями, так и восстановителями.

Предположим, что окислителем является Н₂5еОз. Тогда нас интересуют потенциалы систем, где НоБеОз (слабая кислота) является

окисленной формой, а анион сильной йодноватой кислоты Ю₃ выступает как восстановленная форма:

Получаем, что и сделанное предположение

неверно.

Сравним потенциалы окислительно-восстановительных систем, считая, что окислителем будет йодноватая кислота:

Условие (р_ок > фвоссг выполняется для первой из приведенных систем для окислителя, в которой продуктом восстановления является иод. Схема реакции:

Молекулярная масса иодсодержащего продукта реакции М_г(1₂)= 254.

5. Полуреакция, протекающая на границе никеля с раствором

N?804,

Уравнение Нернста

Подставим в это уравнение значения измеренного и стандартного электродных потенциалов:

Рассчитаем концентрацию ионов никеля:

Находим, что [№²⁺] = К) ' моль/л.

В 1 л, или 1000 мл раствора, содержится 10 ³ моль ионов №²⁺, а в 200 мл - в пять раз меньше, т.е. 2- К)'¹ моль №²⁺.