Решение задачи № 1
Необходимо выяснить, будет ли цинк взаимодействовать с водными растворами следующих соединений:
- ${1 M HCl}$;
- ${1 M NiSO_4}$;
- ${1 M Mg(NO_3)_2}$?
По ряду стандартных электродных потенциалов найдем значения потенциалов цинкового, магниевого, водородного и никелевого электродов: ${{E^0}_{Zn^{2+}/Zn} = -0,76 В; {E^0}_{Mg^{2+}/Mg} = -2,36 В; {E^0}_{2H^+/H_2} = 0; {E^0}_{Ni^{2+}/Ni} = -0,25В}$
Далее необходимо сравнить данные значения между собой.
Например, стандартный электродный потенциал цинкового электрода меньше потенциалов водородного и никелевого, следовательно, он будет взаимодействовать с соляной кислотой и сульфатом никеля:
${Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow}$
${Zn + NiSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Ni}$
Потенциал магниевого электрод меньше потенциала цинкового, из-за этого цинк не может реагировать с растворами солей магния.
Решение задачи № 2
Цинковую пластинку весом 80 г погрузили в раствор нитрата свинца (II). Через некоторое время масса пластинки стала 94,2 г. Нужно определить массу цинка, которая перешла в раствор в виде ионов, и какая масса свинца осадилась на пластинке?
Рассмотрим ряд электродных потенциалов цинка и свинца: ${{E^0}_{Zn^{2+}/Zn} = -0,76 В; {E^0}_{Pb^{2+}/Pb} = -0,13 В}$
Так как цинковый электродный потенциал меньше свинцового, то он может взаимодействовать с нитратом свинца: ${Zn + Pb(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Pb}$
Введем некоторые обозначения: ${m_{Zn}, m_{Pb} - массы растворившегося цинка и осажденного свинца}$, ${m_1 - исходная масса пластинки}$, ${m_2 - конечная масса пластинки}$
Изменение массы пластинки связано с растворением цинка (уменьшение массы) и осаждением свинца (увеличение массы), поэтому: ${m_{Pb} - m_{Zn} = m_2 - m_1}$; ${m_{Pb} - m_{Zn} = 94,2 - 80 = 14,2 г}$
Найдем количество цинка и свинца: ${\nu_{Zn} = \frac {m_{Zn}}{65} моль}$; ${\nu_{Pb} = \frac {m_{Pb}}{207} моль}$
По уравнению реакции ${\nu_{Zn} = \nu_{Pb}}$, то есть ${\frac {m_{Zn}}{65} = \frac {m_{Pb}}{207}}$
${m_{Zn} = 6,5 г, m_{Pb} = 20,7 г}$
Ответ: ${m_{Zn} = 6,5 г, m_{Pb} = 20,7 г}$
