Задачи для самостоятельного решения. (При решении задач принимать значение кажущейся степени диссоциации сильных электролитов равной 1, если в условии не указаны другие величины).

(При решении задач принимать значение кажущейся степени диссоциации сильных электролитов равной 1, если в условии не указаны другие величины).

Вариант 1.

1. Рассчитать равновесный потенциал кадмия в растворе сульфата кадмия с концентрацией 0,01 моль/л при температуре 35°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции KMnO₄ + Na₃AsO₃ + H₂SO₄ ⇄ MnSO₄ + Na₃AsO₄ + K₂SO₄ + H₂O при температуре 25°С, рН = 1 и концентрациях С(KMnO₄) = С(Na₃AsO₄) = 0,01 моль/л и С(Na₃AsO₃) = С(MnSO₄) = 0,005 моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Рассчитайте ЭДС концентрационной цепи, составленной из цинковых пластин, опущенных в растворы сульфата цинка с концентрациями 0,001 моль/л и 0,005 моль/л, при температуре 17°С.

4. Гальванический элемент составлен из насыщенного каломельного электрода и водородного электрода, в котором в качестве электролита использован исследуемый желудочный сок. Определите рН желудочного сока, если значение ЭДС элемента составило 294,6 мВ при температуре 25°С.

Вариант 2.

1. Рассчитать равновесный потенциал цинка в растворе хлорида цинка с концентрацией 0,001 моль/л при температуре 25°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ ⇄ MnSO₄ + Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O при температуре 25°С, рН = 3 и концентрациях С(KMnO₄) = С(Na₂SO₄) = 0,01 моль/л и С(Na₂SO₃) = С(MnSO₄) = 0,005 моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Гальванический элемент составлен из двух водородных электродов; в одном из них электролитом служит раствор уксусной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л, в другом - раствор соляной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л. Рассчитайте ЭДС этого элемента при температуре 25°С. Степень диссоциации уксусной кислоты принять равной 3%, кажущаяся степень диссоциации соляной кислоты 90%.

4. Гальванический элемент составлен из цинковой пластины, опущенной в раствор хлорида цинка, и насыщенного хлорсеребряного электрода. Величина ЭДС этого элемента при температуре 25°С составляет 1028,5 мВ. Какова концентрация хлорида цинка в растворе?

Вариант 3.

1. Рассчитать равновесный потенциал серебра в растворе сульфата серебра с концентрацией 0,005 моль/л при температуре 17°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции K₂Cr₂O₇ + SnSO₄ + H₂SO₄ ⇄ Cr₂(SO₄)₃ + Sn(SO₄)₂ +K₂SO₄ + H₂O при температуре 25°С, рН = 2 и концентрациях С(K₂Cr₂O₇) = С(SnSO₄) = 0,01 моль/л и С(Cr₂(SO₄)₃) = С(Sn(SO₄)₂) = 0,02моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Вычислить ЭДС цепи, составленной из двух платиновых электродов; электролитом одного из них служит раствор, содержащий 0,01 моль/л хлорида олова (IV) и 0,001 моль/л хлорида олова (II), а электролитом другого - раствор, содержащий 0,05 моль/л сульфата железа (III) и 0,005 моль/л сульфата железа (II). Температура 27°С.

4. Гальванический элемент составлен из двух водородных электродов; в одном из них электролитом служит раствор масляной кислоты с концентрацией 0,005 моль/л, в другом - раствор соляной кислоты с концентрацией 0,001 моль/л. Рассчитайте константу диссоциации масляной кислоты при температуре 25°С, если ЭДС этого элемента составила 34 мВ.

Вариант 4.

1. Рассчитать равновесный потенциал меди в растворе сульфата меди с концентрацией 0,01 моль/л при температуре 15°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции KNO₃ + K₂MnO₄ + H₂O ⇄ KNO₂ + KMnO₄ + KOН при температуре 25°С, рН = 10 и концентрациях С(KMnO₄) = С(KNO₂) = 0,001 моль/л и С(KNO₃) = С(K₂MnO₄) = 0,005моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Вычислить ЭДС цепи, составленной из двух платиновых электродов; электролитом одного из них служит раствор, содержащий 0,05 моль/л сульфата олова (IV) и 0,005 моль/л сульфата олова (II), электролитом другого - раствор, содержащий 0,01 моль/л перманганата калия и 0,001 моль/л манганата калия. Температура 27°С.

4. Гальванический элемент составлен из двух водородных электродов; в одном из них электролитом служит раствор серной кислоты с концентрацией 0,002 моль/л, в другом - исследуемый желудочный сок. Определите рН желудочного сока, если ЭДС этого элемента при температуре 17°С составила 81,2 мВ.

Вариант 5.

1. Рассчитать равновесный потенциал никеля в растворе сульфата никеля с концентрацией 0,05 моль/л при температуре 17°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции H₂O₂ + K₄[Fe(CN)₆] ⇄ K₃[Fe(CN)₆] + KOH при температуре 25°С, рН = 10 и концентрациях С(H₂O₂) = С(K₄[Fe(CN)₆]) = 0,001 моль/л и С(K₃[Fe(CN)₆]) = 0,002 моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Вычислить ЭДС гальванической цепи, составленной из двух кадмиевых пластин, погруженных в растворы сульфата кадмия с концентрациями 0,001 моль/л и 0,005 моль/л. Температура 27°С.

4. Гальванический элемент составлен из двух водородных электродов; в одном из них электролитом служит раствор молочной кислоты с концентрацией 0,005 моль/л, в другом - раствор серной кислоты с концентрацией 0,001 моль/л. Рассчитайте константу диссоциации молочной кислоты при температуре 25°С, если ЭДС этого элемента составила 22,6 мВ.

Вариант 6.

1. Рассчитать равновесный потенциал платиновой проволоки, опущенной в раствор, содержащий сульфат железа (II) с концентрацией 0,01 моль/л и сульфат железа (III) с концентрацией 0,005 моль/л при температуре 22°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ⇄ Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O при температуре 25°С, рН = 3 и концентрациях С(FeSO₄) = С(K₂Cr₂O₇) = 0,05 моль/л и С(Fe₂(SO₄)₃) = С(Cr₂(SO₄)₃) = 0,01 моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Вычислить ЭДС гальванической цепи, которая собрана из кадмиевой пластины, погруженной в раствор CdCl₂ с концентрацией 0,001 моль/л, и серебряной пластины, опущенной в раствор сульфата серебра с концентрацией 0,001 моль/л. Температура 22°С.

4. Гальванический элемент составлен из двух водородных электродов; в одном из них электролитом служит раствор пропионовой кислоты с концентрацией 0,002 моль/л, в другом - раствор серной кислоты с концентрацией 0,005 моль/л. Рассчитайте константу диссоциации пропионовой кислоты при температуре 25°С, если ЭДС этого элемента составила 106,7 мВ.

Вариант 7.

1. Рассчитать равновесный потенциал хрома в растворе сульфата хрома (III) с концентрацией 0,01 моль/л при температуре 27°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции NaCl + HNO₃ + H₂O ⇄ NH₄NO₃ + NaClO₃ при температуре 25°С, рН = 2 и концентрациях С(NaCl) = С(HNO₃) = 0,01 моль/л и С(NH₄NO₃) = С(NaClO₃) = 0,03 моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Вычислить ЭДС цепи, составленной из двух платиновых электродов; в первом из них электролитом служит раствор, содержащий 0,01 моль/л FeCl₃ и 0,001 моль/л FeCl₂, во втором - раствор, содержащий 0,05 моль/л K₃[Fe(CN)₆] и 0,005 моль/л K₄[Fe(CN)₆]. Температура 27°С.

4. Гальванический элемент составлен из двух водородных электродов. В электроде, служащем анодом, электролитом является сантимолярный раствор соляной кислоты, а в электроде, служащем катодом, в качестве электролита использован исследуемый желудочный сок. Рассчитайте рН желудочного сока, если ЭДС этого элемента при температуре 25°С составила 59,6 мВ.

Вариант 8.

1. Рассчитать равновесный потенциал свинца в растворе нитрата свинца (II) с концентрацией 0,002 моль/л при температуре 37°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции K₂Cr₂O₇ + H₂S + H₂SO₄ ⇄ Cr₂(SO₄)₃ + S + K₂SO₄ + H₂O при температуре 25°С, рН = 3 и концентрациях С(K₂Cr₂O₇) = С(H₂S) = 0,01 моль/л и С(Cr₂(SO₄)₃) = 0,03 моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Вычислить ЭДС гальванического элемента, составленного из двух водородных электродов, в одном из которых электролитом является сантимолярный раствор уксусной кислоты, а во втором - сантимолярный раствор ацетата натрия. Температура 27°С. К_а (СН₃СООН) = 1,85·10^-5.

4. В элементе, составленном из водородного электрода, заполненного желудочным соком, и насыщенного хлорсеребряного электрода, поддерживается температура 25°С. Рассчитайте рН желудочного сока, если ЭДС элемента равна 250,6 мВ.

Вариант 9.

1. Рассчитать равновесный потенциал олова в растворе сульфата олова (II) с концентрацией 0,005 моль/л при температуре 17°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции KNO₃ + Fe(OH)₂ + H₂O ⇄ KNO₂ + Fe(OH)₃ при температуре 25°С, рН = 10 и концентрациях С(KNO₃) = 0,01 моль/л и С(KNO₂) = 0,05 моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Вычислить ЭДС гальванической цепи, которая составлена из цинковой пластины, погруженной в миллимолярный раствор сульфата цинка, и платиновой пластины, погруженной в раствор, содержащий 0,05 моль/л хлорида железа (III) и 0,01 моль/л хлорида железа (II). Температура 22°С.

4. В элементе, составленном из водородного электрода, заполненного кровью, и насыщенного хлорсеребряного электрода, поддерживается температура 25°С. Рассчитайте рН крови, если ЭДС элемента равна 641,6 мВ.

Вариант 10.

1. Рассчитать равновесный потенциал алюминия в растворе сульфата алюминия с концентрацией 0,01 моль/л при температуре 25°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции KIO₃ + KI + H₂SO₄ ⇄ I₂ + K₂SO₄ + H₂O при температуре 25°С, рН = 3 и концентрациях С(KI) = С(KIO₃) = 0,03 моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Вычислить ЭДС гальванического элемента, который составлен из никелевой пластины, погруженной в миллимолярный раствор хлорида никеля, и серебряной пластины, погруженной в миллимолярный раствор сульфата серебра. Температура 22°С.

4. В элементе, составленном из водородного электрода, заполненного кровью, и насыщенного каломельного электрода, поддерживается температура 25°С. Рассчитайте рН крови, если ЭДС элемента равна 676,1 мВ.

Вариант 11

1. Рассчитать равновесный потенциал платиновой проволоки, опущенной в раствор, содержащий хлорид олова (II) с концентрацией 0,002 моль/л и хлорид олова (IV) с концентрацией 0,005 моль/л при температуре 17°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции MnO₂ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ ⇄ MnSO₄ + Na₂SO₄ + H₂O при температуре 25°С, рН = 3 и концентрациях С(Na₂SO₃) = С(MnSO₄) = 0,001 моль/л и С(Na₂SO₄) = 0,01моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Вычислить ЭДС концентрационного гальванического элемента, который составлен из двух медных пластин, опущенных в растворы сульфата меди с концентрациями 0,001 моль/л и 0,01 моль/л. Температура 27°С.

4. ЭДС цепи, которая составлена из медной пластины, погруженной в раствор сульфата меди с концентрацией 0,001 моль/л (анод), и платиновой проволоки, опущенной в раствор, содержащий равные концентрации CоCl₃ и CоCl₂ (катод), равна 1,291 В при 27°С. Определите стандартный окислительно-восстановительный потенциал реакции Cо³⁺ + е^- ⇄ Cо²⁺.

Вариант 12.

1. Рассчитать равновесный потенциал платиновой проволоки, опущенной в раствор, содержащий KMnO₄ с концентрацией 0,005 моль/л и K₂MnO₄ с концентрацией 0,002 моль/л при температуре 17°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции Mn(NO₃)₂ + PbO₂ + HNO₃ ⇄ HMnO₄ + Pb(NO₃)₂ + H₂O при температуре 25°С, рН = 2 и концентрациях С(Pb(NO₃)₂) = С(HMnO₄) = 0,05 моль/л и С(Mn(NO₃)₂) = 0,01моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Вычислить ЭДС гальванического элемента, составленного из двух водородных электродов; один из них в качестве электролита содержит раствор КОН с концентрацией 0,001 моль/л, а другой - раствор аммиака с концентрацией 0,01 моль/л. Температура 27°С. K_b (NH₃·H₂O) = 1,85·10^-5.

4. Гальваническая цепь составлена из насыщенного каломельного электрода и платиновой проволоки, погруженной в раствор, содержащий SnCl₄ и SnCl₂. ЭДС этой цепи при 27°С равна 82 мВ. Определите концентрацию SnCl₂ в растворе, если известно, что концентрация SnCl₄ составляет 0,005 моль/л.

Вариант 13.

1. Рассчитать равновесный потенциал платиновой проволоки, опущенной в раствор, содержащий K₄[Fe(CN)₆] с концентрацией 0,001 моль/л и K₃[Fe(CN)₆] с концентрацией 0,003 моль/л при температуре 37°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции H₂O₂ + KI ⇄ I₂ + KOH при температуре 25°С, рН = 10 и концентрациях С(H₂O₂) = 0,001 моль/л и С(KI) = 0,002 моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Гальванический элемент составлен из двух водородных электродов; в одном из них электролитом служит раствор хлорида аммония с концентрацией 0,01 моль/л, а в другом - раствор серной кислоты с концентрацией 0,005 моль/л. Рассчитайте ЭДС этого элемента при температуре 25°С. K_b(NH₃·H₂O) = 1,85·10^-5.

4. ЭДС цепи, которая составлена из цинковой пластины, погруженной в раствор сульфата цинка с концентрацией 0,001 моль/л, и платиновой проволоки, опущенной в раствор, содержащий равные концентрации CuCl₂ и CuCl, равна 823 мВ при 27°С. Определите стандартный окислительно-восстановительный потенциал реакции Cu²⁺ + е^- ⇄ Cu⁺.

Вариант 14.

1. Рассчитать равновесный потенциал платиновой проволоки, опущенной в раствор, содержащий нитрат ртути (II) с концентрацией 0,001 моль/л и нитрат ртути (I) с концентрацией 0,002 моль/л при температуре 27°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции SnSO₄ + MnO₂ + H₂SO₄⇄ Sn(SO₄)₂ + MnSO₄ + H₂O при температуре 25°С, рН= 2 и концентрациях С(Sn(SO₄)₂) = С(MnSO₄) = 0,02 моль/л и С(SnSO₄) = 0,01моль/л; методом ионных полуреакций подобрать коэффициенты.

3. Гальванический элемент составлен из двух водородных электродов; в одном из них электролитом является раствор гидроксида аммония с концентрацией 0,01 моль/л, а в другом - раствор соляной кислоты с концентрацией 0,001 моль/л. Рассчитайте ЭДС этого элемента при температуре 25°С. K_b(NH₃·H₂O) = 1,85·10^-5.

4.Гальванический элемент составлен из платиновой проволоки, погруженной в раствор, содержащий SnSO₄ и Sn(SO₄)₂ в равных концентрациях, и водородного электрода, в котором электролитом служит раствор кислоты. Определите рН раствора кислоты, если ЭДС этого элемента при температуре 27°С составила 0,3 В.

Вариант 15.

1. Рассчитать равновесный потенциал кобальта в растворе хлорида кобальта (II) с концентрацией 0,02 моль/л при температуре 25°С.

2. Определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции KMnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄ ⇄ MnSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O при температуре 22°С, рН = 2 и концентрациях С(KMnO₄) = С(FeSO₄) = 0,001 моль/л и С(MnSO₄) = С(Fe₂(SO₄)₃) = 0,002 моль/л. Методом ионных полуреакций подобрать стехиометрические коэффициенты.

3. Гальванический элемент составлен из двух водородных электродов; один из них в качестве электролита содержит раствор фтороводородной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л, а другой - раствор серной кислоты с концентрацией 0,001 моль/л. Рассчитайте ЭДС этого элемента при температуре 25°С. K_a(HF) = 6,6·10^-4.

4.Гальванический элемент составлен из платиновой проволоки, погруженной в раствор, содержащий FeCl₃ и FeCl₂ в равных концентрациях, и водородного электрода, в котором в качестве электролита использован исследуемый раствор. Определите рН исследуемого раствора, если значение ЭДС этого элемента составило 0,951 В при температуре 27°С.