СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ

СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ

25.04.2015 Views

2 м, а диаметр ее 0,0004 м. Ток силой 2,5 А в течение 30 мин пропускали через раствор SnCl 2 . Выход по току равен 93 %. 501. Для получения 1м 3 хлора при электролизе водного раствора хлорида магния было пропущено через раствор 2423 А⋅ч электричества. Вычислите выход по току. (Дайте полную схему электролиза раствора МgСl 2 с применением графитовых электродов.) 502. Вычислите время, в течение которого должен быть пропущен ток в 1,5 А через раствор цинковой соли, чтобы покрыть металлическую пластинку слоем цинка толщиной 2,5⋅10 -5 м, если общая площадь поверхности пластинки 0,1 м 2 , а выход по току 90,5 % (плотность цинка 7133 кг/м 3 ). 503. Железный предмет общей площадью 0,08 м 2 помещен в качестве катода в раствор соли никеля. Какова толщина отложившегося слоя никеля? Плотность никеля – 8910 кг/м 3 . Ток силой 3,15 А пропускали в течение 42 мин. 504. При рафинировании меди током 25 А за 4 ч выделяется 112 г меди. Рассчитайте выход по току. 505. Через раствор соли Ni(NО 3 ) 2 в течение 2,45 ч пропускали ток силой 3,5 А. Определите, на сколько граммов за это время уменьшилась масса никелевого анода. 506. Через раствор сульфата цинка пропускали ток в течение 30 мин. При этом выделилось 0,25 г цинка. Амперметр показывал 0,4 А. Какова ошибка в показаниях амперметра? 507. Определите силу тока, необходимую для процесса электролиза расплава хлорида магния в течение 10 ч при выходе по току 85 %, чтобы получить 0,5 кг металлического магния? 508∗. В электрическом производстве NaOH используются хлорные электролизеры диафрагменного типа. За сутки с электролизера было получено 54501 л раствора NaOH, содержащего 138 г/л NaOH при силе тока 22 кА. Сколько щелочи было получено фактически, и каков выход по току? F = 96485 Кл/моль = 26,8 А NaOH А·ч/моль. 509∗. В цехе электрического получения алюминия серия из 150 непрерывно работающих алюминиевых электролизеров нагрузкой 145 кА выдала за месяц (30 суток) работы 4700 тонн металла чистоты 99,5%. Среднее напряжение на серии электролизеров составило 695 В. Каковы выход по току и удельный расход электроэнергии для получения алюминия. Суммарный электрохимический процесс: 4Al 2 O 3 + 7C = 8Al + 5CO 2 + 2CO. 510∗. Для получения алюминия используют процесс электролиза расплава боксита Al 2 O 3 в криолите при 950 0 С. Привести реакцию разложения Al 2 O 3 при электролизе (с использованием платиновых анодов). Рассчитать теоретическое значение напряжения разложения боксито-криолитового 102

расплава, если термодинамические параметры системы в этом процессе имеют значения: ΔH = +1641,23 кДж/моль; ΔS = + 349,45 кДж/моль·К. 7.4. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ Коррозия металлов – это физико-химическое взаимодействие металла со средой, ведущее к разрушению металла. При этом происходит гетерогенное окисление металла и восстановление одного или нескольких компонентов (окислителей) среды. Если среда, в которой корродирует металл, не проводит электрический ток, то может возникать химическая коррозия. Например, коррозия в среде окислительного газа (кислорода, галогенов и т. п.). m nMe + O 2 = MenO 2 m . (47) Реакция (1) возможна, если ΔG < 0 . Энергию Гиббса реакции окисления металлов рассчитывают по уравнению: 0 m ΔG = ΔG − ln p 2RT O , 2 где ΔG 0 – стандартная энергия Гиббса реакции; p O2 – относительное парциальное давление кислорода. Как правило, коррозия металлов во всех средах, особенно имеющих ионную проводимость, называется электрохимической. Она сопровождается протеканием как минимум двух сопряженных электрохимических реакций: анодная реакция – окисление металла Ме - nе → Ме n+ ; (48) катодная реакция – восстановление окислителя (O 2 , F 2 , Cl 2 , H + - , NO 3 и др.). Наиболее часто встречаются процессы: а) в кислой среде рН < 7 2Н + + 2е → Н 2 (49) или 4Н + + О 2 + 4е → 2Н 2 О; (50) б) в нейтральной или щелочной среде рН ≥ 7 2Н 2 О + 2е → Н 2 + 2ОН - (51) или 2Н 2 О + О 2 + 4е → 4ОН - . (52) 103

2 м, а диаметр ее 0,0004 м. Ток силой 2,5 А в течение 30 мин пропускали<br />

через раствор SnCl 2 . Выход по току равен 93 %.<br />

501. Для получения 1м 3 хлора при электролизе водного раствора хлорида<br />

магния было пропущено через раствор 2423 А⋅ч электричества. Вычислите<br />

выход по току. (Дайте полную схему электролиза раствора МgСl 2 с<br />

применением графитовых электродов.)<br />

502. Вычислите время, в течение которого должен быть пропущен ток в<br />

1,5 А через раствор цинковой соли, чтобы покрыть металлическую<br />

пластинку слоем цинка толщиной 2,5⋅10 -5 м, если общая площадь<br />

поверхности пластинки 0,1 м 2 , а выход по току 90,5 % (плотность цинка<br />

7133 кг/м 3 ).<br />

503. Железный предмет общей площадью 0,08 м 2 помещен в качестве<br />

катода в раствор соли никеля. Какова толщина отложившегося слоя<br />

никеля? Плотность никеля – 8910 кг/м 3 . Ток силой 3,15 А пропускали в<br />

течение 42 мин.<br />

504. При рафинировании меди током 25 А за 4 ч выделяется 112 г меди.<br />

Рассчитайте выход по току.<br />

505. Через раствор соли Ni(NО 3 ) 2 в течение 2,45 ч пропускали ток силой<br />

3,5 А. Определите, на сколько граммов за это время уменьшилась масса<br />

никелевого анода.<br />

506. Через раствор сульфата цинка пропускали ток в течение 30 мин. При<br />

этом выделилось 0,25 г цинка. Амперметр показывал 0,4 А. Какова ошибка<br />

в показаниях амперметра?<br />

507. Определите силу тока, необходимую для процесса электролиза<br />

расплава хлорида магния в течение 10 ч при выходе по току 85 %, чтобы<br />

получить 0,5 кг металлического магния?<br />

508∗. В электрическом производстве NaOH используются хлорные<br />

электролизеры диафрагменного типа. За сутки с электролизера было<br />

получено 54501 л раствора NaOH, содержащего 138 г/л NaOH при силе<br />

тока 22 кА. Сколько щелочи было получено фактически, и каков выход по<br />

току? F = 96485 Кл/моль = 26,8 А NaOH А·ч/моль.<br />

509∗. В цехе электрического получения алюминия серия из 150<br />

непрерывно работающих алюминиевых электролизеров нагрузкой 145 кА<br />

выдала за месяц (30 суток) работы 4700 тонн металла чистоты 99,5%.<br />

Среднее напряжение на серии электролизеров составило 695 В. Каковы<br />

выход по току и удельный расход электроэнергии для получения<br />

алюминия. Суммарный электрохимический процесс: 4Al 2 O 3 + 7C = 8Al +<br />

5CO 2 + 2CO.<br />

510∗. Для получения алюминия используют процесс электролиза расплава<br />

боксита Al 2 O 3 в криолите при 950 0 С. Привести реакцию разложения Al 2 O 3<br />

при электролизе (с использованием платиновых анодов). Рассчитать<br />

теоретическое значение напряжения разложения боксито-криолитового<br />

102

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!