Розділ: Хімічна реакція
Тема: Електрохімічні реакції
Кількість завдань: 6
ТЕМА: Неорганічна хімія. Металічні елементи. Корозія металів.
Завдання скеровано на перевірку розуміння явища корозії металів і вміння прогнозувати її перебіг з огляду на положення металів у ряду активності (рис. 1).
Рис. 1. Ряд активності металів
Корозія – процес руйнування металів унаслідок їхньої взаємодії з корозивним середовищем.
Що більше різняться між собою за хімічною активністю два метали, що стикаються, тим сильніше кородує активніший із них. Тобто в морській воді в гальванічній парі залізо – цинк кородує цинк, а в гальванічній парі залізо – мідь кородує залізо.
Відповідь: B.
ТЕМА: Загальна хімія. Електроліз. Застосування електролізу.
Завдання скеровано на перевірку знання застосування електролізу.
Гальванопластика – формотворення з кольорового металу за допомогою осадження його з розчину (розтопу) під дією електричного струму на матриці. Після припинення електролізу восковий зліпок відділяють від шару металу і в результаті мають точну копію виробу.
Відповідь: A.
ТЕМА: Загальна хімія. Електроліз.
Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати продукти електролізу розтопів солей.
Електроліз – розкладання речовин (наприклад, води, розчинів кислот, лугів, розчинених або розтоплених солей тощо) постійним електричним струмом.
Електроліз полягає в електрохімічних процесах окиснення та відновлення на електродах. Під час електролізу позитивно заряджені йони (катіони) рухаються до катода, на якому електрохімічно відновлюються. Негативно заряджені йони (аніони) рухаються до анода, де електрохімічно окиснюються:
\begin{gather*} \mathrm{NaCl\rightarrow Na^++Cl^-;}\\[7pt] \left. \begin{array}{ c c } \text{Катод:}\ \mathrm{Na^+}+\overline{e}\rightarrow \overset{0}{\mathrm{Na}}& \\ \text{Анод:}\ 2\mathrm{Cl^-}-2\overline{e}\rightarrow \overset{0}{\mathrm{Cl}}_2\downarrow& \end{array}\right. \end{gather*}Відповідь: Б.
ТЕМА: Загальні відомості про металічні елементи та метали. Хімічні властивості металів. Ряд активності металів.
Завдання перевіряє застосування знань про хімічні властивості металів і ряд активності металів у конкретній дослідницькій задачі.
Для розв’язання задачі краще взяти три елементи, які відповідають літерам у завданні \(\mathrm{ \leftarrow\!\!\!\frac{Z,\ Y,\ X}{\ }}\) з урахуванням активності металів і відповідно до ряду активності металів, наприклад \(\mathrm{ \leftarrow\!\!\!\frac{Mg,\ Zn,\ Fe}{\ }}\). У наведеному рядку зростання активності металу показано стрілочкою і відповідає розташуванню елементів у ряду активності металів. Що лівіше розміщений метал у ряді активності, то він хімічно активніший, сильніший відновник, легше окиснюється, важче відновлюється з його йонів. У хімічних реакціях окисник приєднує електрони, тому в ряду \(\mathrm{ \longleftarrow\!\!\!\frac{Mg^{2+},\ Zn^{2+},\ Fe^{2+}}{\ }}\) найлегше прийняти електрони катіону \(\mathrm{Fe^{2+}}\), він є найсильнішим окисником.
У першій пробірці \(\mathrm{X(Fe)}\) не витискує \(\mathrm{Y(Zn)}\), тому що є менш активним металом. У другій пробірці \(\mathrm{Y(Zn)}\) не витискує \(\mathrm{Z(Mg)}\), тому що є менш активним металом. У третій пробірці \(\mathrm{Z(Mg)}\) витискує \(\mathrm{X(Fe)}\), тому що є більш активним металом. Отже, реакція відбувається лише в третій пробірці.
Відповідь: B.
ТЕМА: Загальна хімія. Електроліз.
Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати продукти електролізу водних розчинів солей.
Електроліз – розкладання речовин (наприклад, води, розчинів кислот, лугів, розчинених або розплавлених солей тощо) постійним електричним струмом.
Електроліз полягає в електрохімічних процесах окиснення та відновлення на електродах. Під час електролізу позитивно заряджені йони (катіони) рухаються до катода, на якому електрохімічно відновлюються. Негативно заряджені йони (аніони) рухаються до анода, де електрохімічно окиснюються:
$$ \mathrm{ CuCl_2\rightarrow Cu^{2+}+2Cl^-;} $$ \begin{gather*} \left. \begin{array}{ c c } \text{Катод:}\ \mathrm{Cu^{2+}}+2\overline{e}\rightarrow \overset{0}{\mathrm{Cu}}& \\ \text{Анод:}\ 2\mathrm{Cl^-}-2\overline{e}\rightarrow \overset{0}{\mathrm{Cl}}_2\uparrow& \end{array}\right. \end{gather*}Відповідь: Г.
ТЕМА: Хімічна реакція. Гальванічний елемент.
Завдання скеровано на перевірку розуміння принципу роботи гальванічного елемента.
Гальванічний елемент – хімічне джерело електричного струму (енергія хімічної реакції перетворюється в електричну енергію).
Проаналізуємо, як працює гальванічний елемент, схему якого наведено в завданні. Електроди (заряджені стержні) виготовлені з металів цинку й міді, занурені в розчини їхніх солей і поєднані електролітним містком. Електроди з’єднані гальванометром. Цинк активніший за мідь, тому є анодом, а мідь – катодом. Анод окиснюється: \(\mathrm{Zn^0-2\overline{e}\rightarrow Zn^{2+}}\), його маса зменшується. У прикатодному просторі катіони \(\mathrm{Cu^{2+}}\) із розчину купрум(ІІ) нітрату відновлюються: \(\mathrm{Cu^{2+}+2\overline{e}\rightarrow Cu^{0}}\), маса катода збільшується. Отже, помилкове твердження лише А.
Відповідь: A.