Використання кристалів у техніці ( проект

1. Для начала составим схему гальванического элемента. Пусть левый электрод состоит из кадмия (Cd), а правый – из висмута (Bi). Обозначим катод – кадмиевый электрод, а анод – висмутовый электрод.

Анод: Bi | Bi2+(с = 0,1 М) || Cd2+(с = 0,1 М) | Cd : Катод

Теперь перейдем к расчету ЭДС гальванического элемента. Для этого воспользуемся таблицей стандартных потенциалов (таблица ниже).

Таблица стандартных потенциалов
-------------------------------------------------
| Реакция | Стандартный потенциал (В) |
-------------------------------------------------
| Cd2+(с) + 2e- → Cd(s) | -0,403 |
| Bi3+(с) + 3e- → Bi(s) | -0,307 |
-------------------------------------------------

Используя таблицу, найдем положение каждого металла относительно стандартного водородного электрода (среды с нулевым потенциалом).

Стандартный водородный электрод: 2H+(с) + 2e- → H2(г) (потенциал = 0)

Положение кадмия (Cd):
Cd(s) --> Cd2+(с) + 2e- --> -0,403 В

Положение висмута (Bi):
Bi3+(с) + 3e- → Bi(s) --> -0,307 В

Чтобы рассчитать ЭДС гальванического элемента, нужно вычесть потенциал анода из потенциала катода.

ЭДС гальванического элемента (E) = Eкатод - Eанода

E = E(Cd2+(с)/Cd) - E(Bi3+(с)/Bi)
= (-0,403 В) - (-0,307 В)
= -0,403 + 0,307 В
≈ -0,096 В

Ответ: ЭДС гальванического элемента, электроды которого сделаны из кадмия и висмута и погружены в 0,1 М растворы их солей, примерно равна -0,096 В.

2. Дана система Al | Ni в 1 М растворе HCl. Чтобы определить, какой металл будет разрушаться, нужно сравнить потенциалы анода и катода.

Сначала нужно составить схему гальванического элемента:

Анод: Ni | Ni2+(с = 1 М) || Al3+(с = 1М) | Al : Катод

Далее, используя таблицу стандартных потенциалов, найдем положение каждого металла относительно стандартного водородного электрода:

Стандартный водородный электрод: 2H+(с) + 2e- → H2(г) (потенциал = 0 В)

Положение никеля (Ni):
Ni2+(с) + 2e- → Ni(s) (потенциал = -0,257 В)

Положение алюминия (Al):
Al3+(с) + 3e- → Al(s) (потенциал = -1,662 В)

Поскольку потенциал никеля (-0,257 В) ниже потенциала алюминия (-1,662 В), то никель будет разрушаться, а алюминий останется нетронутым.

Уравнение реакции получается следующим образом:

Анод: Ni → Ni2+(с = 1 М) + 2e-
Катод: Al3+(с = 1 М) + 3e- → Al

Таким образом, в системе Al | Ni в 1 М растворе HCl никель будет разрушаться, алюминий останется нетронутым.

Задание 1. Решение цепочки превращений:
N2 —> NH3 —> NH4OH —> NH4NO3 —> NH3

Для решения данной задачи, необходимо знать, какие реакции происходят между соединениями.

1. Сначала идет реакция образования аммиака (NH3) из азота (N2). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
N2 + 3H2 → 2NH3

2. Далее идет реакция образования гидроксида аммония (NH4OH) из аммиака (NH3). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
NH3 + H2O → NH4OH

3. Затем происходит реакция образования нитрата аммония (NH4NO3) из гидроксида аммония (NH4OH) и азотной кислоты (HNO3). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
NH4OH + HNO3 → NH4NO3 + H2O

4. В конечном итоге, происходит реакция образования аммиака (NH3) из нитрата аммония (NH4NO3). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
NH4NO3 → NH3 + H2O

Таким образом, цепочка превращений выглядит следующим образом:
N2 → NH3 → NH4OH → NH4NO3 → NH3

Задание 2. Заполнение таблицы:
1. Формула аммиака - NH3
2. Год, когда он был получен впервые - 1774
3. Ученый, получивший аммиак впервые - Карл Вильгельм Шеле
4. Форма молекулы аммиака - треугольная пирамида
5. Тип гибридизации атома азота - sp3
6. Угол между связями в молекуле - около 107 градусов
7. Физические свойства аммиака - газ желтоватого цвета с резким запахом
8. Химические свойства аммиака - обладает щелочными свойствами, легко реагирует с кислотами, окислителями и некоторыми металлами для образования соответствующих солей, способен образовывать координационные соединения с различными металлами.

Задание 3. Прибор для получения аммиака и объяснение наблюдений:
Прибор для получения аммиака может быть следующим:

1. В реакционной пробирке помещается некоторое количество аммиака образованного путем реакции между азотной кислотой и гидроксидом аммония:

NH4OH + HNO3 → NH4NO3 + H2O

2. Пробирка, в которую идет сбор аммиака, находится вверх ногами (повернута кверху дном) для того, чтобы аммиак, который легче воздуха, поднимался вверх, заполняя пробирку.

3. Лакмусовая бумага посинела, так как аммиак относится к щелочам и оказывает щелочную реакцию. Лакмусовая бумага в таком случае показывает синий цвет.

4. Вода поднимается в пробирку, заполненную аммиаком, из-за растворения аммиака в воде. Аммиак образует гидратированный ион NH4+ и гидроксидный ион OH-, обладающие высокой плотностью и вызывающие поднятие уровня жидкости в пробирке.

5. При контакте аммиака с соляной кислотой появляется белый дым, который представляет собой соляный пар. Это происходит из-за образования аммонийного хлорида (NH4Cl), который имеет низкую температуру кипения и поэтому образует видимые пары.

Задание 4. Решение теста:
1. Связь в молекуле аммиака - Б) ковалентная полярная
2. Раствор аммиака в воде можно обнаружить - Б) по запаху
3. Аммиак может проявлять свойства - В) и окислительные и восстановительные
4. Аммиак распознают - Б) влажной лакмусовой бумажкой
5. Нашатырный спирт – это - А) раствор аммиака в воде
6. Продукты каталитического окисления аммиака кислородом - Г) NО2 и H2О