1. Какие металлы, Fe и Pb, соединены между собой в различных средах? 2. В каких средах находятся эти соединения

1. Металлы Fe (железо) и Pb (свинец) могут соединяться между собой в различных средах. Например, они могут образовывать сплавы между собой, такие как FePb или PbFe.

2. Соединения Fe и Pb могут находиться в различных средах, в зависимости от условий pH (кислотности) среды.

а) В кислой среде (рН < 7) соединения могут находиться в виде ионов Fe2+ и Pb2+. Например, в кислой среде Fe может присутствовать в виде иона Fe2+ (железа(II)), а Pb - в виде иона Pb2+ (свинца(II)).

б) В нейтральной или слабощелочной среде (рН > 7) соединения могут находиться в виде гидроксидов Fe(OH)2 и Pb(OH)2. Например, в нейтральной или слабощелочной среде Fe может присутствовать в виде гидроксида Fe(OH)2, а Pb - в виде гидроксида Pb(OH)2.

3. Для описания электрохимической коррозии пары металлов в данных средах можно написать следующие химические уравнения:

a) В кислой среде (рН < 7):
Fe(s) + 2H+(aq) → Fe2+(aq) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(aq) → Pb2+(aq) + H2(g)

б) В нейтральной или слабощелочной среде (рН > 7):
2Fe(s) + 6OH-(aq) → 2Fe(OH)3(s) + 3H2O(l)
Pb(s) + 2OH-(aq) → Pb(OH)2(s) + H2O(l)

4. Рассчитаем ЭДС и ∆G°298 реакций для стандартных условий.

a) В кислой среде:
ЭДС (E°) = E°(Fe2+/Fe) - E°(H+/H2) = -0,44 В - 0 В = -0,44 В
∆G°298 = -nF(E°) = -2 * 96485 * (-0,44) = 84671,2 Дж/моль

б) В нейтральной или слабощелочной среде:
ЭДС (E°) = E°(Fe(OH)3/Fe) - E°(OH-/H2O) = -0,37 В - 0 В = -0,37 В
∆G°298 = -nF(E°) = -2 * 96485 * (-0,37) = 71839,4 Дж/моль

5. Через раствор FeCl2 пропускали ток силой 2 А в течение 10 минут, а через раствор FeCl3 - ток силой 5 А в течение 6 минут.

Чтобы рассчитать количество выделенного железа в каждом из растворов, мы должны использовать формулу:

Масса металла (г) = (Ток (А) * Время (сек)) / (96485 * степень окисления)

Для раствора FeCl2:
Масса железа (г) = (2 А * 10 * 60 сек) / (96485 * 2) = 0,1246 г

Для раствора FeCl3:
Масса железа (г) = (5 А * 6 * 60 сек) / (96485 * 3) = 0,0366 г

6. Таким образом, в растворе FeCl2 выделено больше железа - 0,1246 г, чем в растворе FeCl3 - 0,0366 г. Разница в количестве железа составляет примерно 3,4 раза.

7. Полная схема электролиза одной из солей, например FeCl2:

Положительный электрод: FeCl2(aq) → Fe2+(aq) + 2Cl-(aq) + 2e-
Отрицательный электрод: 2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq)
Общая реакция: FeCl2(aq) + 2H2O(l) → Fe2+(aq) + 2Cl-(aq) + H2(g) + 2OH-(aq)

При анодном окислении на положительном электроде и катодном восстановлении на отрицательном электроде происходит разложение FeCl2 на окислитель (Fe2+) и восстановитель (H2), а также образуются ионы Cl- и OH-.