1. Как составить схему гальванического элемента, состоящего из медной и никелевой пластин, опущенных соответственно в 0,2 М и 0,5 М растворы их солей? Как написать ионные уравнения реакций и уравнения электродных процессов? Как вычислить ЭДС гальванического элемента?

2. Как термодинамическими расчетами подтвердить возможность или невозможность электрохимической коррозии хрома при стандартных условиях по реакции Cr + O2 + Н2О → Сr(ОН)2? Как рассчитать ЭДС коррозионного гальванического элемента? Какие уравнения анодной и катодной реакций и схему гальванического элемента можно привести?

3. Почему коррозионные разрушения металлов в водопроводной воде происходят значительно быстрее, чем в дистиллированной? Какова схема коррозионного разрушения цинка в нейтральной среде? Как добавление ортофосфата натрия в нейтральную среду повлияет на скорость коррозии? Как рассчитать ЭДС и ΔG° коррозионного процесса?

4. Как добавление нитрита калия в коррозионную среду повлияет на скорость коррозии железа? Какой мотивированный ответ можно дать: ионно-электронные уравнения, электродные процессы, расчет ЭДС и ΔG°, схема гальванического элемента?

5. Если никель находится в контакте с оловом, какой из металлов будет корродировать в растворе с рН= 2 и почему? Как составить схему гальванического элемента и написать электродные реакции? Как рассчитать ЭДС и ΔG° процесса?

6. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее, если в раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместить цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью? Как мотивировать ответ, составив электронные уравнения соответствующих процессов?

7. Какие электронные и ионно-молекулярные уравнения реакций происходят на серебряной и цинковой пластинках, опущенных в раствор сульфата меди? Какие процессы будут проходить на пластинках, если наружные концы их соединить проводником?

8. Каковы электронная и электронно-графическая формулы атома марганца, его валентности в нормальном и возбужденном состояниях, реакции взаимодействия с концентрированной и разбавленной азотной и серной кислотами, а также коррозионная устойчивость в различных средах?

Химия 11 класс Электрохимия и коррозия металлов гальванический элемент медь никель ионные уравнения электродные процессы ЭДС гальванического элемента электрохимическая коррозия хром коррозия стандартные условия анодные реакции катодные реакции коррозионное разрушение водопроводная вода дистиллированная вода ортофосфат натрия скорость коррозии нитрит калия контакт никель олово pH 2 электрохимические процессы хлороводородная кислота серебряная цинковая пластинка сульфат меди атом марганца валентности марганца коррозионная устойчивость Новый

Давайте разберем каждый из ваших вопросов по порядку. Начнем с первого.

1. Составление схемы гальванического элемента из медной и никелевой пластин.

Для начала, мы определим, какие реакции будут происходить на каждом из электродов:

• На никелевом электроде: Ni2+ + 2e- → Ni (восстановление)
• На медном электроде: Cu2+ + 2e- → Cu (восстановление)

Теперь мы можем составить схему гальванического элемента:

• Левый электрод: никелевая пластина в 0,5 М растворе сульфата никеля (NiSO4).
• Правый электрод: медная пластина в 0,2 М растворе сульфата меди (CuSO4).
• Сольвент: разделительная мембрана или соль (например, KCl) для завершения цепи.

Теперь перейдем к расчету ЭДС гальванического элемента. ЭДС можно вычислить с помощью уравнения Нернста:

ЭДС = E°(катод) - E°(анод) + (RT/nF) * ln([Ox]/[Red]), где Ox и Red - концентрации окислителя и восстановителя.

Для медного и никелевого электродов стандартные потенциалы будут: E°(Cu2+/Cu) = +0,34 В и E°(Ni2+/Ni) = -0,25 В.

Подставив значения, мы можем рассчитать ЭДС.

2. Термодинамические расчеты коррозии хрома.

Реакция, которую мы рассматриваем: Cr + O2 + H2O → Cr(OH)2. Чтобы подтвердить возможность коррозии, нужно рассчитать стандартные потенциалы реакции. Если ЭДС реакции положительное, то реакция возможна.

Схема гальванического элемента будет аналогична предыдущему примеру, где хром будет анодом, а кислород - катодом.

Уравнения анодной и катодной реакции:

• Анодная реакция: Cr → Cr3+ + 3e-
• Катодная реакция: O2 + 4e- + 2H2O → 4OH-

ЭДС можно рассчитать аналогично первому вопросу.

3. Коррозия металлов в водопроводной воде.

Коррозионные разрушения в водопроводной воде происходят быстрее из-за наличия ионов, таких как Na+, Cl-, которые повышают проводимость раствора. В нейтральной среде цинк корродирует по реакции:

• Zn → Zn2+ + 2e- (анод)
• O2 + 4e- + 2H2O → 4OH- (катод)

Добавление ортофосфата натрия создаст защитный слой на поверхности цинка, что замедлит коррозию.

ЭДС и ΔG° можно рассчитать аналогично предыдущим примерам.

4. Нитрит калия и коррозия железа.

Нитрит калия может замедлить коррозию железа, образуя защитные пленки. Электродные реакции:

• Fe → Fe2+ + 2e- (анод)
• O2 + 4e- + 2H2O → 4OH- (катод)

ЭДС и ΔG° рассчитываются по аналогии.

5. Коррозия никеля и олова.

В растворе с pH=2 никель будет корродировать, так как он менее устойчив к коррозии в кислой среде. Схема гальванического элемента:

• Никель - анод, олова - катод.

Электродные реакции:

• Ni → Ni2+ + 2e- (анод)
• Sn2+ + 2e- → Sn (катод)

ЭДС и ΔG° рассчитываются аналогично.

6. Коррозия цинка в кислой среде.

Интенсивность коррозии цинка увеличится, если он контактирует с медью, так как медь будет служить катодом и увеличивать скорость коррозии цинка. Электронные уравнения:

• Zn → Zn2+ + 2e- (анод)
• Cu2+ + 2e- → Cu (катод)

ЭДС рассчитывается аналогично.

7. Реакции на серебряной и цинковой пластинках в растворе сульфата меди.

На серебряной пластинке будет происходить восстановление меди:

• Cu2+ + 2e- → Cu (катод)

На цинковой пластинке будет происходить окисление:

• Zn → Zn2+ + 2e- (анод)

При соединении проводником, электроны будут течь от цинка к серебру.

8. Атом марганца и его реакции.

Атом марганца имеет 25 электронов. Его валентности в нормальном состоянии: +7, +4, +2. В возбужденном состоянии валентности могут изменяться. Реакции с кислотами:

• С концентрированной HNO3: Mn + 4HNO3 → MnO2 + 4NO2 + 2H2O
• С разбавленной HNO3: Mn + 2HNO3 → Mn(NO3)2 + H2

Коррозионная устойчивость марганца зависит от среды, в кислых условиях коррозия ускоряется.

Если у вас есть дополнительные вопросы или нужно более подробное объяснение, пожалуйста, дайте знать!