Практическая работа
1.решение экспериментальных
в две пробирки налейте 30% серную кислоту, положите в первую крошки цинка, во вторую медную стружки. наблюдайте, процесс растворения двух металлов в растворе разбавленной серной кислоты.
:
а) почему цинк по сравнению с медью хорошо растворяется в серной кислоте?
б) напишите реакцию окисления-восстановления.
Ур-е 1 р-ии:
2FeS + 3.5O2 = Fe2O3 + 2SO2;
по ур-ю, n Fe2O3 = n FeS/2 = (14.08/88)/2 = 0.08 моль;
ур-е 2 р-ии:
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O;
по ур-ю, n HCl = n Fe2O3*6 = 0.08*6 = 0.48 моль, а масса HCl = 36.5*0.48 = 17.52 г., кроме того, образуется FeCl3 в кол-е равном 0.08*2 = 0.16 моль;
масса 10% р-ра HCl = 17.52/0.1 = 175.2 г.;
ур-е 3 р-ии: Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2;
для р-ии с 20/56 = 0.357 моль Fe по ур-ю треб. 0.357*2 = 0.714 моль FeCl3 при наличии 0.16 моль, значит в нед. FeCl3;
масса уже сущ. р-ра FeCl3 увел. на 56*(0.16/2) = 4.48 г и образуется 0.16*(3/2) = 0.24 моль FeCl2 массой 127*0.24 = 30.48 г.;
масса полученного после 3 р-ий р-ра = 160*0.08+175.2+4.48 = 192.48 г.;
массовая доля FeCl2 = (30.48/192.48)*100 = 15.835%.
E (Al³⁺/ Al) = E⁰ (Al³⁺/ Al) + (RT/nF) ln[Al³⁺] = E⁰ (Al³⁺/ Al) = -1.700 В. (Второе слагаемое обнулилось, потому что ln (1) = 0, концентрация равна 1 М по условию задачи). То же самое с потенциалом хрома:
E (Cr³⁺/ Cr) = E⁰ (Cr³⁺/ Cr) = -0.74 В.
Электрод с меньшим значением E называется анодом, на нем происходит окисление. Меньшее значение у алюминия: -1,700 В.
Соответственно, алюминий - анод, хром - катод.
Уравнение реакции:
на аноде Al = Al³⁺ + 3e⁻, реакция окисления (анодный процесс). В схеме гальванического элемента анод принято записывать слева.
на катоде Cr³⁺ + 3e⁻ = Cr, реакция восстановления (катодный процесс) Катод принято записывать справа.
Суммарно: Al + Cr³⁺ = Al³⁺ + Cr
ЭДС = Eкатода - Eанода = -0,74 - (-1,700) = 0,96 В