Добрый день с решением 1)
а) Определите потенциалы электродов гальванического элемента.
б) Установите анод и катод. Запишите процессы, протекающие на аноде и катоде.
в) Сделайте условную графическую запись гальванического элемента, укажите в ней заряды электродов, направление движения электронов и ионов.
г) Определите ЭДС гальванического элемента.
Ni/NiSO4||CuSO4/Cu (Ni=0,0001M, Cu=0,5M)
2)
а)Запишите все возможные процессы на аноде, установите потенциалы процессов.
б)Сравните потенциалы анодных процессов и определите, какой из них протекает в первую очередь?
в) Выясните, меняется ли среда около анода, если да, то как и почему?
г) Запишите все возможные процессы на катоде, установите потенциалы процессов.
д) Сравните потенциалы катодных процессов и определите, какой из них протекает в первую очередь.
е) Установите, меняется ли среда около катода, если да, то как и почему?
ё) Запишите итоговую схему процесса электролиза.
1 M раствор K2SO4 (pH = 7, катод – Fe, анод – C)
3)
а) Определить анод и катод в паре.
б) Записать процессы протекающие на анодных и катодных участках.
в) Рассчитать потенциалы катодных процессов.
г) Определить возможность коррозии.
Cu-Pb (рН5)

Добрый день!
Решим каждый из ваших вопросов по порядку.

1) Гальванический элемент: Ni/NiSO4||CuSO4/Cu (Ni=0,0001M, Cu=0,5M)

а) Для определения потенциалов электродов гальванического элемента, мы можем использовать таблицу стандартных потенциалов. Для нашего случая, нам понадобятся таблицы стандартных потенциалов для электродов:
Ni2+ + 2e- → Ni: E° = -0,25 В
Cu2+ + 2e- → Cu: E° = 0,34 В

б) Анод и катод определяются на основе значений потенциалов электродов. Отрицательный потенциал относится к аноду, а положительный катоду.
В данном случае, Ni имеет отрицательный потенциал, поэтому он является анодом, а Cu с положительным потенциалом - катодом.

Процессы, протекающие на аноде и катоде:
На аноде (Ni): Ni → Ni2+ + 2e-
На катоде (Cu): Cu2+ + 2e- → Cu

в) Условная графическая запись гальванического элемента будет выглядеть следующим образом:
Ni(s) | Ni2+(0,0001M) || Cu2+(0,5M) | Cu(s)

- Здесь, символ "s" означает твердый электрод, "--" разделяет разные фазы, а две вертикальные линии "||" обозначают границу фазы и разделительный электролит.

- Заряды электродов: Ni -2, Cu +2
- Направление движения электронов: от Ni к Cu
- Направление движения ионов: от Cu2+ к Ni2+

г) Для определения ЭДС гальванического элемента, мы можем использовать формулу:
E°(элемента) = E°(катод) - E°(анод)

В нашем случае:
E°(элемента) = 0,34 В - (-0,25 В) = 0,59 В

Таким образом, ЭДС гальванического элемента равна 0,59 В.

2) Электролиз:

а) Процессы на аноде:
- Окисление Fe: Fe(s) → Fe2+ + 2e- (потенциал процесса равен потенциалу Fe/Fe2+)
- Окисление C: C(s) + 2OH- → CO3(2-) + H2O + 2e- (потенциал процесса равен потенциалу CO3(2-)/C)

б) Сравнивая потенциалы анодных процессов, мы можем выбрать процесс с более положительным потенциалом как тот, который протекает в первую очередь.

в) Среда около анода меняется, поскольку происходит реакция окисления, в результате которой образуются ионы Fe2+ и CO3(2-).

г) Процессы на катоде:
- Восстановление Fe: Fe2+ + 2e- → Fe
- Восстановление OH-: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH- (потенциал процесса равен потенциалу H2O/H2)

д) Сравнивая потенциалы катодных процессов, мы можем выбрать процесс с более положительным потенциалом как тот, который протекает в первую очередь.

е) Среда около катода также меняется, поскольку происходит реакция восстановления, в результате которой образуется водород (H2) и ионы OH-.

ё) Итоговая схема процесса электролиза будет выглядеть следующим образом:
Fe(s) | Fe2+(из раствора K2SO4) || C | CO3(2-)| OH-(pH = 7) | H2O | H2(g)

- Здесь, символ "g" означает газовый электрод.

3) Потенциалы и возможность коррозии:

а) Чтобы определить анод и катод в паре, мы должны учесть значения потенциалов электродов.
Значение потенциала электрода, на котором происходит окисление, будет отрицательным, а на котором происходит восстановление - положительным.
В нашем случае, потенциал Cu равен 0,34 В, а Pb - (-0,13 В), поэтому Cu будет катодом, а Pb - анодом.

б) Процессы протекающие на анодных и катодных участках:
На аноде (Pb): Pb → Pb2+ + 2e-
На катоде (Cu): Cu2+ + 2e- → Cu

в) Для рассчета потенциалов катодных процессов, мы используем таблицу стандартных потенциалов электродов:
Pb2+ + 2e- → Pb: E° = -0,13 В
Cu2+ + 2e- → Cu: E° = 0,34 В

г) Чтобы определить возможность коррозии, мы сравниваем потенциалы электродов. Если потенциал электрода с более отрицательным значением стоит в табличке выше, то вода на нем будет происходить реакция коррозии.
В нашем случае, потенциал Pb равен -0,13 В, а потенциал Cu - 0,34 В.
Поэтому, так как потенциал Pb ниже, то возможна коррозия Pb.

Надеюсь, данное разъяснение помогло вам разобраться в теме. Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь задавать их.