Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №2/2005

УЧЕБНИКИ. ПОСОБИЯ

О.С.ЗАЙЦЕВ

УЧЕБНАЯ КНИГА ПО ХИМИИ

ДЛЯ УЧИТЕЛЕЙ СРЕДНИХ ШКОЛ,
СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ВУЗОВ И ШКОЛЬНИКОВ 9–10 КЛАССОВ,
РЕШИВШИХ ПОСВЯТИТЬ СЕБЯ ХИМИИ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ

УЧЕБНИКЗАДАЧНИКЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМНАУЧНЫЕ РАССКАЗЫ ДЛЯ ЧТЕНИЯ

Продолжение. См. № 4–14, 16–28, 30–34, 37–44, 47, 48/2002;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25-26, 27-28, 29, 30, 31, 32, 35, 36, 37, 39, 41, 42, 43, 44, 46, 47/2003;
1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 13, 14, 16, 17, 20, 22, 24, 29, 30, 31, 34, 35, 39, 41, 42, 45/2004

§ 8.2. Реакции на границе металл–раствор

(продолжение)

ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ

1. Если металл опускать в раствор его соли, то на поверхности металла возникает или отрицательный, или положительный заряд. Каковы причины возникновения заряда и каковы условия образования того или иного знака заряда? При каких условиях заряд отсутствует? Каким способом можно регулировать величину заряда и изменять его знак? Почему в раствор переходят ионы металла, а не электроны?

2. Укажите окислитель и восстановитель в следующих реакциях, записанных полными уравнениями:

H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2,

2H2SO4 + Cu = CuSO4 + 2H2O + SO2.

Запишите те же уравнения сокращенным молекульно-ионным способом.

3. Что произойдет, если электролитический мостик в гальваническом элементе заменить на металлическую проволоку?

4. При заданных электродных потенциалах будет ли свинец растворяться в соляной кислоте (1М)?

Уравнение реакции должно быть написано, а ЭДС вычислена!

5. При заданных электродных потенциалах будет ли золото растворяться в соляной кислоте (1М)?

Уравнение реакции должно быть написано, а ЭДС вычислена!

6. При заданных электродных потенциалах будет ли олово растворяться в соляной кислоте (1М) или в воде?

7. Какие процессы возможны (в простейшем случае) в гальваническом железо-цинковом электроде? Электродные потенциалы:

Зачем дан электродный потенциал водорода в воде? Как предотвращается коррозия железа, покрытого цинком?

8. Каковы процессы (в простейшем случае) в гальваническом железо-оловянном электроде? Электродные потенциалы:

Зачем приведен электродный потенциал водорода в воде? Как предотвращается коррозия железа, покрытого оловом?

9. Выберите любые два уравнения электродных реакций и определите, какая реакция будет проходить, если оба металла поместить в раствор с концентрацией их ионов по 1 моль/л (стандартные условия).

Уравнение
электродной реакции
Е, В
1. Al3+ + 3e = Al –1,66
2. Zn2+ + 2e = Zn –0,76
3. Cr3+ + 3e = Cr –0,74
4. Fe2+ + 2e = Fe –0,44
5. Sn2+ + 2e = Sn –0,14
6. Pb2+ + 2e = Pb –0,13
7. Cu2+ + 2e = Cu 0,34
8. Ag+ + e = Ag 0,80
9. Pt2+ + 2e = Pt 1,20
10. Au3+ + 3e = Au 1,50

10. При заданных электродных потенциалах можно ли металлическим железом перевести ион Fe3+ в Fe2+?

Что означает «перевести»? Что произойдет, если в раствор c ионами Fe3+, поместить кусок железа? Можно ли при помощи металлического железа сохранить раствор с ионами Fe2+ от окисления его кислородом воздуха?

11. Историки считают, что одной из причин гибели Римской империи было использование древними римлянами свинцовых труб для водопровода и свинцовой посуды. Отравление свинцом происходит не сразу, а медленно, по мере накопления свинца в организме. Свинцовое отравление римлян подтверждается результатами анализа их останков.

Обсудите возможность растворения свинца в воде при электродных потенциалах свинца и воды, равных:

Растворимость свинца сильно возрастает при высоком содержании углекислого газа в воде из-за образования растворимого в воде гидрокарбоната свинца Рb(НСО3)2.

12. На рис. 8.14 показано железо, покрытое цинком и находящееся во влажном воздухе или под дождем.

Рис. 8.14. Незаконченная схема коррозии оцинкованного железа

Рис. 8.14.
Незаконченная схема коррозии
оцинкованного железа

Слой цинка нарушен, и царапина задевает железо. Царапина заполнена водой. Укажите стрелками направления переходов ионов и электронов. Напишите уравнения реакций и сделайте вывод о причине защиты железа цинком от коррозии. Электродные потенциалы следующие:

13. На рис. 8.15 показано железо, покрытое оловом и находящееся во влажном воздухе или под дождем.

Рис. 8.15. Незаконченная схема коррозии луженого железа

Рис. 8.15.
Незаконченная схема коррозии
луженого железа

Слой олова нарушен, и царапина задевает железо. Царапина заполнена водой. Укажите стрелками направления переходов ионов и электронов. Напишите уравнения реакций и сделайте вывод о характере коррозии в этом случае. Электродные потенциалы:

14. Почему шурупы ржавеют быстрее и сильнее гвоздей?

15. Какой гвоздь будет прочнее удерживаться в доске – обычный железный или железный оцинкованный?

16. Зачем туристам рекомендуют бросать жестяные банки от консервов в костер?

Ответы на вопросы 12 и 13. На рис. 8.16 показаны схемы процессов коррозии двух контактирующих металлов в присутствии воды.

Рис. 8.16. Схемы действия защищающих железо от коррозии покрытий при их механическом повреждении: а – электрохимическая защита железа от коррозии слоем цинка; б – ржавление железа в результате повреждения противокоррозийного слоя олова

Рис. 8.16.
Схемы действия защищающих железо от коррозии
покрытий при их механическом повреждении:
а – электрохимическая защита железа
от коррозии слоем цинка;
б – ржавление железа в результате повреждения
противокоррозийного слоя олова

Объясните, почему цинк называют анодной защитой железа от коррозии, а олово – катодной.