7.1 Elektrochemia

7.1-1.
Prąd o natężeniu 0,5A przepływając przez elektrolizer w czasie 2 godzin, spowodował redukcję 0,45g dwuwartościowego jonu pewnego metalu. Podaj nazwę i symbol chemiczny tego metalu.

7.1-2.
Podczas elektrolizy roztworu kwasu siarkowego wydzieliło się na katodzie 10cm³ gazu. Jaka objętość (warunki normalne) gazu wydzieliła się na anodzie.

7.1-3.
Dokończyć reakcję: FeCl₃ + SnCl₂ → . Zbudować ogniwo, w którym zachodzi ta reakcja. Podać nazwy i znaki elektrod oraz reakcje elektrodowe w stanie rozwartym i w czasie pracy ogniwa. Obliczyć SEM ogniwa przy założeniu, że aktywności reagentów wynoszą a=1.

7.1-4.
Przez wodny roztwór siarczanu(VI) metalu(II) przepuszczono prąd stały o natężeniu 5A. Na grafitowej anodzie wydzieliło się 1,96 dm³ gazu (war. norm.), zaś masa cynkowej katody wzrosła o 11,445g. Wydajność prądowa obu procesów wynosiła 100%
a) oblicz masę atomową wydzielonego metalu i podaj jego nazwę.
b) oblicz, jak długo należało prowadzić powyższy proces.

7.1-5.
W wyniku elektrolizy wodnego roztworu azotanu(V) cynku prądem o I=5A w ciągu 3h i 8s na katodzie wydzieliło się 16,35g cynku
a) napisz równania procesów elektrodowych
b) oblicz procentowa wydajność prądowa wydzielania cynku
c) oblicz jaką objętość w warunkach normalnych zajmie wydzielony: na katodzie wodór i na anodzie tlen.

7.1-6.
Elektrolizer napełniono kąpielą do niklowania. Katodę stanowi a cienka blacha miedziana o wymiarach 600 x 60 mm, którą postanowiono dwustronnie pokryć warstwą niklu. Podczas procesu elektrolizy masa płyt akumulatora ołowiowego, stanowiącego źródło prądu, zwiększyła się o 16,77 g. Zakładając teoretyczną sprawność wszystkich procesów elektrodowych oblicz w mikronach grubość powłoki niklowej.

7.1-7.
Obliczyć czas potrzebny do nałożenia powłoki miedziowej o grubości 15 um. Gęstość prądu w trakcie nakładania powłoki wynosi 4 A/dm². Gęstość miedzi d=8,98 g/cm³.

7.1-8.
Płytkę cynkowa o masie 50g zanurzono do roztworu azotanu(V) srebra. Po zakończeniu reakcji masa płytki wynosiła 51g.Ile azotanu(V) srebra zawierał roztwór?

7.1-9.
Zapisz połówkowe równania reakcji zachodzące na elektrodach akumulatora ołowiowego podczas ładowania i rozładowania.

7.1-10.
Obliczyć potencjał elektrody srebrowej zanurzonej w roztworze siarczanu srebra o stężeniu 5^.10^-6 mol/dm³ w temperaturze 298K

7.1-11.
Podczas elektrolizy wody otrzymano 0,5g tlenu. Ile gramów wodoru powstało podczas reakcji?

7.1-12.
Objętość gazów powstałych w czasie elektrolizy wodnego roztworu azotanu sodu wynosiła 8,4 dm³. O ile zmieniła się masa elektrolizowanego roztworu?

7.1-13.
Przez roztwór NiSO₄ o objętości 400cm³ i stężeniu 0,4M przepuszczono prąd elektryczny w czasie 1,2 godziny. Obliczyć natężenie prądu niezbędne, aby całkowicie wydzielić nikiel. Napisać reakcje na elektrodach.

7.1-14.
2 g talu wrzucono do roztworu soli miedzi (II). Tal rozpuścił się, a masa wydzielonej miedzi wynosiła 0,314 g. Obliczyć ładunek jonów talu w otrzymanym roztworze.

7.1-15.
Z którym biegunem źródła prądu (dodatnim czy ujemnym) należy połączyć metalowy przedmiot zanurzony w wodnym roztworze AgNO₃ aby pokrył się warstwą srebra?

7.1-16.
Jak zmienia się odczyn roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) podczas elektrolizy przy stosowaniu elektrod miedzianych?

7.1-17.
Poddano elektrolizie wodny roztwór chlorowodoru o stosunkowo dużym stężeniu. W momencie kiedy objętość wydzielonego wodoru wynosiła 20cm³, przerwano elektrolize. Jaki produkt otrzymano na anodzie i jaka była jego objętość, jeżeli 10 % tego gazu rozpuściło się w pozostałym roztworze?

7.1-18.
Obliczyć jak długo musi trwać elektroliza, aby przy natężeniu prądu 2A wydzieliło się 10 dm³ wodoru w warunkach normalnych.

7.1-19.
Dwa elektrolizery połączono szeregowo i włączono prąd. Po pewnym czasie na katodzie pierwszego elektrolizera w którym znajdował się wodny roztwór AgNO₃ wydzieliło się 1,08g srebra, a na katodzie drugiego wydzieliło się 0,187 g żelaza. Obliczyć wartościowość żelaza w związku chemicznym który znajdował się w drugim elektrolizerze.

7.1-20.
Oblicz SEM w temp 50^oC dla ogniwa Zn | 0.01M Zn²⁺ || 1M Zn²⁺ | Zn

7.1-21.
Siła elektromotoryczna ogniwa Zn|Zn²⁺||Cu²⁺|Cu wynosi 1,08V. Jeżeli stężenie [Zn²⁺] wynosi c₁, a stężenie [Cu²⁺] równe jest c₂, obliczyć:
a) stosunek stężeń elektrolitów c₁\c₂
b) SEM tego ogniwa w przypadku 5 krotnego rozcieńczenia elektrolitu Cu²⁺
c) napisać równania procesów elektrodowych
E₀ Cu|Cu²⁺=0,34V, E₀ Zn|Zn²⁺= -0,763V

7.1-22.
Obliczyć natężenie prądu jaki przepływał przez elektrolit jeżeli w ciągu 100 s, wydzieliło się 87 cm³ mieszaniny wodoru i tlenu, odmierzonej pod ciśnieniem 960 hPa w temperaturze 288 K.

7.1-23.
W ogniwie o schemacie: Zn|Zn²⁺||Ag⁺|Ag płytka cynkowa była umieszczona w 50 cm³ 0,1 molowego ZnSO₄, a płytka srebrna w 50 cm³ 0,1 molowego AgNO₃. Przez pewien czas pobierano prąd z ogniwa, a następnie stwierdzono ze masa płytki srebrnej wzrosła o 166 mg. Obliczyć końcowe stężenie jonów Ag⁺ i Zn²⁺

7.1-24.
W temp. 294 K SEM ogniwa stężeniowego jest równa 0,014 V. Ogniwo to sporządzono z półogniwa wzorcowego, w którym stężenie jonów Zn²⁺ jest równe 3,6 mol/dm³ oraz półogniwa badanego. Wiedząc, że półogniwo wzorcowe jest katodą podaj stężenie jonów Zn²⁺ w roztworze badanym.

7.1-25.
Dwa elektolizery połączono szeregowo i włączono prąd. Po pewnym czasie na katodzie 1 elektrolizera, na którym znajdował się AgNO₃ wydzieliło się 1,08g srebra, a na katodzie drugiego wydzieliło się 0,187g żelaza. Obliczyć wartościowość żelaza w związku chemicznym, który znajdował się w drugim elektrolizerze.

7.1-26.
Napisz reakcje zachodzące na elektrodzie platynowej i rtęciowej dla NaOH, Na₂SO₄, H₂SO₄. Wyjaśnij czym różnią się reakcje zachodzące na elektrodach w zależności od elektrody na jakiej przebiegają.

7.1-27.
W ogniwie, w którym elektrody miedziana i glinowa zanurzone były w roztworach swoich soli, po pewnym czasie stwierdzono ubytek elektrody glinowej o 0,9g. Jak zmieniła się (zmalała czy wzrosła) i o ile gramów w tym samym czasie masa elektrody miedzianej?

7.1-28
Płytkę aluminiową o masie 30g wprowadzono do roztworu azotanu(V) srebra o objętości 200cm³. Po zakończeniu reakcji masa płytki wyniosła 39,9 g. Oblicz stężenie molowe roztworu azotanu(V) srebra przed reakcją.

7.1-29
Siła elektromotoryczna SEM ogniwa Zn|Zn²⁺||Cu²⁺/Cu wynosi 1,08 V. Oblicz stosunek stężeń elektrolitów, SEM ogniwa, jeśli pięciokrotnie rozcieńczymy elektrolit z jonami Cu²⁺, napisz równania reakcji dla poszczególnych ogniw i całego ogniwa.