Номер 239, страница 327 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

Тема 11. Теоретическое описание химических реакций. 11.3. Электрохимия. Электролиз и химические источники тока. Уровень 2 - номер 239, страница 327.

Условие.

11.239. Установите соответствие между полуреакциями и стандартными электродными потенциалами.

Схемы полуреакций
$\mathrm{А}) {\mathrm{Ag}}^{+}+\overline{\mathrm{e}}\to \mathrm{Ag}$
$\mathrm{Б}) {\mathrm{Cd}}^{2+}+2\overline{\mathrm{e}}\to \mathrm{Cd}$
$\mathrm{В}) {\mathrm{MnO}}_4^{-}+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+3\overline{\mathrm{e}}\to {\mathrm{MnO}}_2+4{\mathrm{OH}}^{-}$
$\mathrm{Г}) \mathrm{AgBr}+\overline{\mathrm{e}}=\mathrm{Ag}+{\mathrm{Br}}^{-}$
$\mathrm{Д}) 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+2\overline{\mathrm{e}}={\mathrm{H}}_2+2{\mathrm{OH}}^{-}$
$\mathrm{Е}) {\mathrm{MnO}}_4^{-}+8{\mathrm{H}}^{+}+5\overline{\mathrm{e}}={\mathrm{Mn}}^{2+}+4{\mathrm{H}}^2\mathrm{O}$
$\mathrm{Ж}) {\mathrm{O}}_2+4{\mathrm{H}}^{+}4\overline{\mathrm{e}}\to 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

ЭДС
1) -0,828 В
2) -0,403 В
3) +0,073 В
4) +0,588 В
5) +0,799 В
6) +1,23 В
7) +1,51 В

Решение 3.

Для установления соответствия между полуреакциями и значениями стандартных электродных потенциалов ($E^\circ$) необходимо обратиться к справочным данным (таблицам стандартных электродных потенциалов).

А) $Ag^{+} + e^{-} \rightarrow Ag$

Это стандартная полуреакция восстановления иона серебра(I) до металлического серебра. Стандартный электродный потенциал для этой окислительно-восстановительной пары $E^\circ(Ag^{+}/Ag)$ является табличной величиной и составляет +0,799 В.

Ответ: 5

Б) $Cd^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cd$

Это стандартная полуреакция восстановления иона кадмия(II) до металлического кадмия. Стандартный электродный потенциал для пары $E^\circ(Cd^{2+}/Cd)$ согласно справочным данным равен -0,403 В.

Ответ: 2

В) $MnO_{4}^{-} + 2H_{2}O + 3e^{-} \rightarrow MnO_{2} + 4OH^{-}$

Эта полуреакция описывает восстановление перманганат-иона (степень окисления Mn +7) до диоксида марганца (степень окисления Mn +4) в щелочной среде. Стандартный электродный потенциал для этой системы $E^\circ(MnO_{4}^{-}/MnO_{2}, OH^{-})$ составляет +0,588 В.

Ответ: 4

Г) $AgBr + e^{-} \rightarrow Ag + Br^{-}$

Это полуреакция восстановления малорастворимой соли бромида серебра до металлического серебра и бромид-иона. Такой электрод называют электродом второго рода. Его стандартный потенциал $E^\circ(AgBr/Ag, Br^{-})$ равен +0,073 В.

Ответ: 3

Д) $2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2} + 2OH^{-}$

Это полуреакция восстановления воды до молекулярного водорода в щелочной среде. Стандартные условия подразумевают, что активность (концентрация) гидроксид-ионов $OH^{-}$ равна 1 моль/л. Стандартный электродный потенциал для этой реакции $E^\circ(H_{2}O/H_{2}, OH^{-})$ равен -0,828 В.

Ответ: 1

Е) $MnO_{4}^{-} + 8H^{+} + 5e^{-} \rightarrow Mn^{2+} + 4H_{2}O$

Данная полуреакция представляет собой восстановление перманганат-иона (степень окисления Mn +7) до иона марганца(II) (степень окисления Mn +2) в кислой среде. Перманганат-ион в кислой среде является очень сильным окислителем, что соответствует высокому положительному значению стандартного электродного потенциала. Для системы $E^\circ(MnO_{4}^{-}/Mn^{2+}, H^{+})$ он равен +1,51 В.

Ответ: 7

Ж) $O_{2} + 4H^{+} + 4e^{-} \rightarrow 2H_{2}O$

Эта полуреакция описывает восстановление молекулярного кислорода до воды в кислой среде. Это одна из фундаментальных электрохимических реакций, ее стандартный электродный потенциал $E^\circ(O_{2}/H_{2}O, H^{+})$ составляет +1,23 В.

Ответ: 6