Номер 3, страница 324 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 68. Химические источники тока. Электролиз. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 3, страница 324.

Условие.

3. В гальваническом элементе протекает реакция: $Zn + 2AgCl = ZnCl_2 + 2Ag$. Составьте схему этого элемента и напишите уравнения электродных реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

В основе работы гальванического элемента лежит окислительно-восстановительная реакция, указанная в условии: $Zn + 2AgCl = ZnCl_2 + 2Ag$. Для составления схемы элемента и написания электродных процессов необходимо определить, какой компонент окисляется, а какой восстанавливается.

Сначала определим степени окисления элементов до и после реакции:
$Zn^0 + 2Ag^{+1}Cl^{-1} = Zn^{+2}Cl_2^{-1} + 2Ag^0$

Изменения степеней окисления показывают:
$Zn^0 \rightarrow Zn^{+2}$ — цинк отдает 2 электрона, его степень окисления повышается. Следовательно, цинк окисляется. Процесс окисления происходит на аноде. В гальваническом элементе анод является отрицательно заряженным электродом (–).
$Ag^{+1} \rightarrow Ag^0$ — серебро принимает 1 электрон, его степень окисления понижается. Следовательно, серебро восстанавливается. Процесс восстановления происходит на катоде. Катод в гальваническом элементе является положительно заряженным электродом (+).

Исходя из этого, можно записать уравнения электродных реакций (полуреакции):

Процесс на аноде (окисление):
А(–): $Zn - 2e^- = Zn^{2+}$

Процесс на катоде (восстановление):
Катод представляет собой электрод второго рода — серебро, покрытое своей малорастворимой солью, хлоридом серебра ($AgCl$), в растворе, содержащем хлорид-ионы.
К(+): $AgCl + e^- = Ag + Cl^-$

Суммарное уравнение реакции в гальваническом элементе получается сложением анодного и катодного процессов, предварительно уравняв число электронов. Для этого уравнение катодного процесса нужно умножить на 2:
$2AgCl + 2e^- = 2Ag + 2Cl^-$
Суммарная ионная реакция:
$Zn + 2AgCl \rightarrow Zn^{2+} + 2Ag + 2Cl^-$
Эта запись соответствует молекулярному уравнению $Zn + 2AgCl = ZnCl_2 + 2Ag$.

Схема гальванического элемента составляется по правилу: слева записывается анод, справа — катод. Граница раздела фаз «электрод-раствор» обозначается вертикальной чертой. Так как оба электрода могут работать в одном и том же растворе электролита (например, в растворе $ZnCl_2$ или $KCl$), солевой мостик не требуется.
Схема выглядит следующим образом:

$(-) Zn | ZnCl_2 (раствор) | AgCl, Ag (+)$

Здесь $Zn$ — цинковый анод, $Ag, AgCl$ — серебряно-хлоридный катод, а $ZnCl_2$ — раствор электролита.

Ответ:

Уравнения электродных реакций:
Анод (–): $Zn - 2e^- = Zn^{2+}$
Катод (+): $AgCl + e^- = Ag + Cl^-$

Схема гальванического элемента:
$(-) Zn | ZnCl_2 (раствор) | AgCl, Ag (+)$