Электролиз cucl2 раствор: а) с инертным анодом; б) с медным анодом

Теория для подготоки к ЕГЭ по химии по теме «Электролиз»

Краткое описание документа:

Тема 6. «Электролиз растворов и расплавов солей»
1. Электролиз – окислительно – восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании электрического тока через раствор или расплав электролита.
2. Катод – отрицательнозаряженный электрод. Происходит восстановление катионов металлов и водорода (в кислотах) или молекул воды.
3. Анод – положительнозаряженный электрод. Происходит окисление анионов кислотного остатка и гироксогруппы (в щелочах).
4. При электролизе раствора соли в реакционной смеси присутствует вода. Поскольку вода может проявлять и окислительные и восстановительные свойства, то она является «конкурентом» и для катодных и для анодных процессов.
5. Различают электролиз с инертными электродами (графитовые, угольные, платиновые) и активным анодом (растворимым), а также электролиз расплавов и растворов электролитов.
КАТОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Если металл находится в ряду напряжений:
Положение металла в ряду напряжений

Восстановление на катоде
от Li до Al
Восстанавливаются молекулы воды: 2h3O + 2e- → h30↑+ 2OH-
от Mn до Pb
Восстанавливаются и молекулы воды и катионы металла:
2h3O + 2e- → h30↑+ 2OH-
Men+ + ne- → Me0
от Сu до Au
Восстанавливаются катионы металлов: Men+ + ne- → Me0
АНОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Кислотный остаток
Асm-
Анод
Растворимый
(железо, цинк, медь, серебро)
Нерастворимый
(графит, золото, платина)
Бескислородный
Окисление металла анода
М0 – nе- = Mn+
анод раствор
Окисление аниона (кроме F-)
Асm- — me- = Ас0
Кислородсодержащий
Фторид – ион (F-)
В кислотной и нейтральной средах:
2 h3O — 4e- → О20↑ + 4H+
В щелочной среде:
4ОН- — 4е- = О20↑+ 2Н2O
Примеры процессов электролиза расплавов с инертными электродами
В расплаве электролита присутствуют только его ионы, поэтому на катоде восстанавливаются катионы электролита, а на аноде окисляются анионы.
1. Рассмотрим электролиз расплава хлорида калия.
Термическая диссоциация КСl → K+ + Cl-
К(-) К+ + 1e- → K0
А (+) 2Сl- — 2e- → Cl02↑
Cуммарное уравнение:
2КСl → 2K0 + Cl20↑
2. Рассмотрим электролиз расплава хлорида кальция.
Термическая диссоциация СаСl2 → Са2+ + 2Сl-
К(-) Са2+ + 2e- → Са0
А (+) 2Сl- — 2e- → Cl02↑
Cуммарное уравнение:
СаСl2 → Ca0 + Cl20↑
3. Рассмотрим электролиз расплава гидроксида калия.
Термическая диссоциация КОН → К+ + ОН-
К(-) К+ + 1e- → К0
А (+) 4ОН- — 4e- → О20↑ + 2Н2О
Cуммарное уравнение:
4КОН → 4К0 + О20↑ + 2Н2О
Примеры процессов электролиза растворов электролитов с инертными электродами
В отличие от расплавов в растворе электролита, кроме его ионов, присутствуют молекулы воды. Поэтому при рассмотрении процессов на электродах необходимо учитывать их участие. Электролиз раствора соли, образованной активным металлом, стоящим в ряду напряжений до алюминия и кислотным остатком кислородосодержащей кислоты сводится к электролизу воды. 1. Рассмотрим электролиз водного раствора сульфата магния. MgSO4 – соль, которая образована металлом, стоящим в ряду напряжений до алюминия и кислородсодержащим кислотным остатаком. Уравнение диссоциации: MgSO4 → Mg2+ + SO42- К (-) 2Н2О + 2е- = Н20↑ + 2ОН- А (+) 2Н2О – 4е- = О20↑ + 4Н+ Суммарное уравнение: 6Н2О = 2Н20↑ + 4ОН- + О20↑ + 4Н+ 2Н2О = 2Н20↑ + О20↑ 2. Рассмотрим электролиз водного раствора сульфата меди (II). СuSO4 – соль, котороая образована малоактивным металлом и кислородсодержащим кислотным остатком. В данном случае при электролизе получается металл, кислород, а в катодно-анодном пространстве образуется соответствующая кислота. Уравнение диссоциации: CuSO4 → Cu2+ + SO42- К (-) Cu2+ + 2e- = Cu0 А (+) 2Н2О – 4е- = О20↑ + 4Н+ Суммарное уравнение: 2Cu2+ + 2Н2О = 2Cu0 + О20↑ + 4Н+ 2CuSO4 + 2Н2О = 2Cu0 + О20↑ + 2Н2SO4
3. Рассмотрим электролиз водного раствора хлорида кальция. CаCl2 – соль, котороя образована активным металлом и бескислородным кислотным остатком. В данном случае при электролизе образуются водород, галоген, а в катодно – анодном пространстве образуется щелочь. Уравнение диссоциации: CаCl2 → Ca2+ + 2Cl- К (-) 2Н2О + 2е- = Н20↑ + 2ОН- А (+) 2Сl- – 2е- = Cl20↑ Суммарное уравнение: 2Н2О + 2Cl- = Cl20↑ + 2OН- CaCl2 + 2Н2О = Ca(OH)2 + Cl20↑ + Н20↑ 4. Рассмотрим электролиз водного раствора хлорида меди (II). CuCl2 – соль, которая образована малоактивным металлом и кислотным остатком бескислородной кислоты. В данном случае образуются металл и галоген. Уравнение диссоциации: CuCl2 → Cu2+ + 2Cl- К (-) Cu2+ + 2e- = Cu0 А (+) 2Сl- – 2е- = Cl20↑ Суммарное уравнение: Cu2+ + 2Cl- = Cu0 + Cl20↑ CuCl2 = Cu0 + Cl20↑ 5. Рассмотрим процесс электролиза раствора ацетата натрия. СН3СООNa – соль, которая образована активным металлом и кислотным остатком карбоновой кислоты. При электролизе получается водород, щелочь. Уравнение диссоциации: СН3СООNa → СН3СОО — + Na+ К (-) 2Н2О + 2е- = Н20↑ + 2ОН- А (+) 2Ch4COO¯− 2e = C2H6 + 2CO2↑ Суммарное уравнение: 2Н2О + 2Ch4COO¯ = Н20↑ + 2ОН — + C2H6 + 2CO2↑ 2Н2О + 2Ch4COONa = 2NaОH + Н20↑ + C2H6↑ + 2CO2↑ 6. Рассмотрим процесс электролиза раствора нитрата никеля. Ni(NO3)2 — соль, которая образована металлом, стоящим в ряду напряжений от Mn до h3 и кислородсодержащим кислотным остатком. В процессе получаем металл, водород, кислород и кислоту. Уравнение диссоциации: Ni(NO3)2 → Ni2+ + 2NO3- К (-) Ni2+ +2e- = Ni0 2Н2О + 2е- = Н20↑ + 2ОН- A (+) 2h3O – 4e- = O20↑ + 4H+ Cуммарное уравнение: Ni2+ + 2Н2О + 2h3O = Ni0 + Н20↑ + 2ОН- + O20↑ + 4H+ Ni(NO3)2 + 2Н2О = Ni0 +2HNO3 + Н20↑ + O20↑ 7. Рассмотрим процесс электролиза раствора серной кислоты. Уравнение диссоциации: h3SO4 → 2H+ + SO42- К (-) 2Н+ +2e- = Н20↑ A (+) 2h3O – 4e- = O20↑ + 4H+ Cуммарное уравнение: 2Н2О + 4Н+ = 2Н20↑ + O20↑ + 4H+ 2h3O = 2Н20↑ + O20↑
8. Рассмотрим процесс электролиза раствора гидроксида натрия. В данном случае идет только электролиз воды. Аналогично протекает электролиз растворов h3SO4, NaNO3, K2SO4 и др. Уравнение диссоциации: NaOH → Na+ + OH- К (-) 2h3O + 2e- = h30↑ + 2OH- A (+) 4OH- – 4e- = O20↑ + 2h3O Cуммарное уравнение: 4h3O + 4OH- = 2h30↑ + 4OH- + O20↑ + 2h3O 2h3O = 2h30↑ + O20↑
Примеры процессов электролиза растворов электролитов с растворимыми электродами
Растворимый анод при электролизе сам подвергается окислению (растворению). 1. Рассмотрим процесс электролиза сульфата меди (II) с медным анодом. При электролизе раствора сульфата меди с медным анодом процесс сводится к выделению меди на катоде и постепенному растворению анода, несмотря на природу аниона. Количество сульфата меди в растворе остается неизменным. Уравнение диссоциации: CuSO4 → Cu2+ + SO42- K (-) Cu2+ +2e- → Cu0 A (+) Cu0 — 2e- → Cu2+ переход ионов меди с анода на катод
Примеры заданий по данной теме в вариантах ЕГЭ
В3. (Вар.5)
Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза его водного раствора на инертных электродах.
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА
A) Al2(SO4)3 1. гидроксид металла, кислота
Б) СsOH 2. металл, галоген
В) Hg(NO3)2 3. металл, кислород
Г) AuBr3 4. водород, галоген 5. водород, кислород 6. металл, кислота, кислород Ход рассуждений: 1. При электролизе Al2(SO4)3 и СsOH на катоде идет восстановление воды до водорода. Исключаем варианты 1, 2, 3 и 6. 2. Для Al2(SO4)3 на аноде окисляется вода до кислорода. Выбираем вариант 5. Для СsOH на аноде окисляется гидроксид ион до кислорода. Выбираем вариант 5. 3. При электролизе Hg(NO3)2 и АuBr3 на катоде идёт восстановление катионов металла. 4. Для Hg(NO3)2 на аноде окисляется вода. Нитрат ионы в растворе связываются с катионами водорода, образуя в анодном пространстве азотную кислоту. Выбираем вариант 6. 5. Для АuBr3 на аноде окисляется анион Br- до Br2. Выбираем вариант 2.
А
Б
В
Г
5
5
6
2
В3. (Вар.1)
Установите соответствие между названием вещества и способом его получения.
НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ А) литий 1) раствора LiF Б) фтор 2) расплава LiF В) серебро 3) раствора MgCl2 Г) магний 4) раствора AgNO3 5) расплава Ag2O 6) расплава MgCl2 Ход рассуждений: 1. Аналогично электролизу расплава хлорида натрия, протекает процесс электролиза расплава фторида лития. Для вариантов А и Б выбираем ответы 2. 2. Серебро возможно восстановить из раствора её соли – нитрата серебра. 3. Из раствора соли магний восстановить нельзя. Выбираем вариант 6 – расплав хлорида магния.
А
Б
В
Г
2
2
4
6
В3. (Вар.9)
Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на катоде при электролизе её водного раствора.
ФОРМУЛА СОЛИ УРАВНЕНИЕ КАТОДНОГО ПРОЦЕССА
А) Al(NO3)3 1) 2h3O – 4e- → O2 + 4H+
Б) CuCl2 2) 2h3O + 2e- → h3 + 2OH-
В) SbCl3 3) Cu2+ + 1e- → Cu+
Г) Cu(NO3)2 4) Sb3+ — 2 e- → Sb5+ 5) Sb3+ + 3e- → Sb0
6) Cu2+ + 2e- → Cu0
Ход рассуждений: 1. На катоде протекают процессы восстановления катионов металлов либо воды. Поэтому сразу исключаем варианты 1 и 4. 2. Для Al(NO3)3: на катоде идёт процесс восстановления воды. Выбираем вариант 2. 3. Для CuCl2: восстанавливаются катионы металла Cu2+. Выбираем вариант 6. 4. Для SbСl3: восстанавливаются катионы металла Sb3+. Выбираем вариант 5. 5. Для Cu(NO3)2: восстанавливаются катионы металла Cu2+. Выбираем вариант 6.
А
Б
В
Г
2
6
5
6

Электролиз расплавов и растворов. Часть 1

Чтобы поделиться, нажимайте

В начале страницы вы можете выполнить тест онлайн (после ввода ответа нажимайте кнопку «Проверить решение»: если ответ неверный, то вводите другой ответ, пока не введёте верный или нажмите кнопку «Показать ответ» и у вас появится правильный ответ на это задание и вы сможете перейти к следующему заданию). В середине страницы вы увидите текстовые условия заданий, а текстовые ответы представлены в конце страницы.



Задание 20

  1. Установите соответствие между названием вещества и электролитическим способом получения этого вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА              ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

А) кислород                                 1) водного раствора AgF

Б) сера                                          2) водного раствора K

2S

В) водород                                  З) водного раствора HgBr

2

Г) калий                                         4) расплава KF

                                                        5) водного раствора CuCl

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, которые выделились на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА              ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) Na

2CO3                                      1) O2, H2, металл

Б) Cu(NO

3)2                                   2) Cl2, металл

В) AuCl

3                                          3) О2, металл

Г) BaCl

2                                           4) О2, H2

                                                        5) H

2, Cl2

                                                       6) H

2, металл

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, которые выделились на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА       ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) Na

3PO4                               1) O2, H2

Б) KCl                                      2) Cu, O

2

В) CuBr

2                                   З) Cu, Br2

Г) Cu(NO

3)2                            4) Cl2, H2

                                                5) Cu, NO

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между названием вещества и возможным электролитическим способом получения этого вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА        ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

А) кислород                          1) раствора NaF

Б) фтор                                   2) расплава NaCl

В) натрий                               3) расплава КF

Г) водород                           4) раствора CuBr

2

                                               5) раствора AuCl

3

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора или расплава этого вещества, которые выделяются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА        ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) NaCl (р-р)                          1) Na, Cl

2

Б) CuCl

2(p-p)                         2) Cu, Cl2

В) NaCl (распл.)                   3) Cu, O

2

Г) Na

2SO4 (р-р)                   4) H2, Cl2

                                              5) H

2, O2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, которые выделились на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА        ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) K

2SO4                                   1) Cu, O2

Б) NaOH                                  2) O

2, Na

В) KBr                                      3) H

2, Br2

Г) CuSO

4                                  4) K, O2

                                                 5) K, Br

2

                                                 6) H

2, O2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, которые выделились на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА        ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) Na

2SO4                                1) Na, Cl2

Б) NaF                                      2) O

2, F2

В) NaCl                                    3) H

2, Cl2

Г) NaOH                                  4) H

2, O2

                                                 5) H

2, F2

                                                 6) Na, O

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, которые выделились на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА         ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) Mg(NO

3)2                            1) металл, кислород

Б) Na

2SO4                               2) металл, галоген

В) AgNO

3                                 З) металл, водород

Г) CuBr

2                                   4) водород, кислород

                                                 5) водород, галоген

                                                 б) кислород, галоген

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между названием вещества и электролитическим способом получения этого вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА        ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

А) кислород                           1) водного раствора AgF

Б) бром                                   2) водного раствора КВr

В) водород                            З) водного раствора HgCl

2

Г) калий                                  4) расплава KF

                                                 5)водного раствора CuCl

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, которые выделились на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА        ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) K

3PO4                                  1) O2, H2

Б) NaCl                                   2) Cu, O

2

В) CuBr

2                                   З) Cu, Br2

Г) Cu(NO

3)2                            4) Cl2, H2

                                                5) Cu, NO

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ            ПРОДУКТ НА АНОДЕ

А) Mg(NO

3)2                      1) O2

 Б) Ba(ClO

3)2                      2) N2

В) NaCl                              3) Cl

2

Г) CuSO

4                            4) NO2

                                            5) S

                                            6) H

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, который образуется на инертном аноде в результате электролиза её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ            ПРОДУКТ ЭЛЕКТРОЛИЗА НА АНОДЕ

А) Na

2SO4                           1) SO2

 Б) Ca(NO

3)2                       2) O2

В) ZnBr

2                              3) NO2

Г) CuCl

2                              4) Br2

                                            5) Cl

2

                                            6) H

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ        ПРОДУКТ ЭЛЕКТРОЛИЗА НА КАТОДЕ

А) CrCl

3                         1) водород

Б) Cu(NO

3)2                 2) металл

В) K

3PO4                       3) металл и водород

Г) NaCl                         4) кислород

                                     5) хлор

                                     6) азот

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на инертном аноде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ            УРАВНЕНИЕ АНОДНОГО ПРОЦЕССА

А) KCl                                  1) 2H

2O − 4ē → O2 + 4H+

Б) AlBr

3                               2) 2H2O + 2ē → H2 + 2OH

В) CuSO

4                             3) 2Cl − 2ē → Cl20

Г) AgNO

3                             4) 2Br − 2ē → Br20

                                             5) 2SO

42− − 2ē → S2O82−

                                             6) 2NO

3 − 2ē → 2NO2 + O2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ         ПРОДУКТ НА АНОДЕ

А) AlBr

3                          1) Сl2

Б) Rb

2SO4                      2) O2

В) Hg(NO

3)2                  3) H2

Г) AuCl

3                        4) Br2

                                      5) SO

2

                                       6) NO

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ        ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

А) AgNO

3                      1) водород

Б) K

2SO4                        2) кислород

В) Mg(NO

3)2                 3) серебро

Г) CuSO

4                        4) калий

                                       5) магний

                                       6) медь

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделились  на инертных  электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ            ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) Rb

3PO4                                1) O2, H2

Б) CsCl                                    2) Cu, O

2

В) CuBr

2                                   З) Cu, Br2

Г) Cu(NO

3)2                            4) Cl2, H2

                                                5) Cu, NO

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе водного раствора этой соли: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ    ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

А)  NaCl                      1) калий

Б) AgNO

3                   2) медь

В) KBr                        3) хлор

Г) CuCl

2                     4) водород

                                   5) серебро

                                   6) бром

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, который образуется на инертном аноде в результате электролиза её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ         ПРОДУКТ НА АНОДЕ

А) Na

2SO4                          1) SO2

Б) Ca(NO

3)2                     2) O2

В) ZnBr

2                           3) NO2

Г) CuCl

2                           4) Br2

                                         5) Cl

2

                                         6) H

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ    ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

А)  Na

2SO4                      1) Ca

Б) Ca(NO

3)2                   2) Na

В) ZnSO

4                        3) H2

Г) CuCl

2                         4) Zn, H2

                                      5) Cu

                                       6) CuO

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции,обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ         ПРОДУКТ НА АНОДЕ

А) AlBr

3                          1) Cl2

Б) Rb

2SO4                       2) O2

В) Hg(NO

3)2                   3) H2

Г) AuCl

3                          4) Br2

                                         5) SO

2

                                         6) NO

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза, которые выделяются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА     ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) NaCl (р-р)                        1) Na, Cl

2

Б) CuCl

2 (р-р)                        2) Cu, Cl2

В) NaCl (распл.)                   3) Cu, O

2

Г) Na

2SO4 (р-р)                     4) H2, Cl2

                                               5) Na, O

2

                                               6) H

2, O2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ         ПРОДУКТ НА АНОДЕ

А) Al

2(SO4)3                   1) Br2

Б) CsCl                           2) O

2

В) Hg(NO

3)2                  3) H2

Г) AuBr

3                        4) Cl2

                                       5) SO

2

                                       6) NO

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ         ПРОДУКТ НА АНОДЕ

А) CaBr

2                          1) NO2

Б) K

2SO4                          2) Br2

В) Ca(NO

3)2                    3) Cl2

Г) CuCl

2                           4) O2

                                        5) SO

2

                                        6) H

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ        ПРОДУКТ НА АНОДЕ

А) Fe

2(SO4)3                 1) SO2

Б) CuBr

2                         2) O2

В) KI                               3) H

2

Г) Ca(NO

3)2                   4) Br2

                                       5) I

2

                                       6) NO

2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ         ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

А) CuSO

4                          1) водород

Б) K

2SO4                          2) серебро

В) AgNO

3                        3) медь

Г) CuBr

2                           4) гидроксид калия

                                         5) кислород

                                         6) оксид серы (IV)

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ    ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

А)  Na

2SO4                      1) Ca

Б) Ca(NO

3)2                   2) Na

В) HgCl

2                         3) H2

Г) CuCl

2                          4) Hg

                                       5) Cu

                                       6) CuO

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, которые образуются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА        ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) Na

2CO3                                 1) этан, углекислый газ, водород

Б) NaCl                                      2) натрий, кислород

В) CH

3COONa                          3) метан, углекислый газ, водород

Г) NaOH                                    4) хлор, водород

                                                   5) водород, кислород

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделились на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ        ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) CuBr

2                        1) H2, O2

Б) NaF                           2) Na, F

2

В) KNO

3                        3) H2, F2

Г) K

2S                            4) K, S

                                     5) Cu, Br

2

                                      6) H

2, S

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


  1. Установите соответствие между формулой соли и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделились на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ           ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) AuCl

3                           1) H2, Cl2

Б) BaCl

2                            2) H2, O2

В)K

2SO4                             3) Au, Cl2

Г) Zn(NO

3)2                       4) Ba, Cl2

                                           5) Zn, O

2

                                           6) Zn, H

2, O2

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


Ответы:

  1. 1224
  2. 4325
  3. 1432
  4. 1321
  5. 4215
  6. 6631
  7. 4434
  8. 4412
  9. 1224
  10. 1432
  11. 1131
  12. 2245
  13. 3211
  14. 3411
  15. 4221
  16. 3116
  17. 1432
  18. 4542
  19. 2245
  20. 3345
  21. 4221
  22. 4216
  23. 2421
  24. 2443
  25. 2452
  26. 3123
  27. 3345
  28. 5415
  29. 5116
  30. 3126

Также предлагаем вам плейлист видео-уроков и видео-объяснений заданий на эту тему:


Электролиз расплавов и растворов

Дидактический материал

Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот)

1.Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на аноде при  электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ                   УРАВНЕНИЕ АНОДНОГО   ПРОЦЕССА               

А) KCl                                                        1) 2H2O – 4e → O2 + 4H+

Б) AlBr3                                                      2) 2H2O + 2e → H2 + 2OH

В) CuSO4                                                    3) 2Cl -2e → Cl20

Г) AgNO3                                                    4) 2Br — 2e → Br20

                                                                     5) 2SO42- -2e → S2O82-

                                                                     6) 2NO3 -2e → 2NO2 + O2

 

2. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ                            ПРОДУКТ, ОБРАЗУЮЩИЙСЯ НА АНОДЕ

А) RbSO4                                                                                           1) метан

Б) CH3COOK                                                                 2) сернистый газ

В) BaBr2                                                                                                                  3) кислород

Г) CuSO4                                                                                                                 4) водород

                                                                                        5) бром

                                                                           6) этан и углекислый газ

 

3. Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на катоде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ                             УРАВНЕНИЕ КАТОДНОГО ПРОЦЕССА

А) Al(NO3)3                                                   1)  2H2O – 4e → O2 + 4H+

Б) CuCl2                                                          2) 2H2O + 2e → H2 + 2OH— 

В) SbCl3                                                          3) Cu2+  + 2e → Cu0

Г) Cu(NO3)2                                                    4) Cu2+  + 1e → Cu+

 5) Sb3+ +3e→ Sb0

 

4. Установите соответствие между названием вещества и способом его получения. 

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА                          ПОЛУЧЕНИЕ  ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

А) литий                                                      1) раствора LiF

Б) фтор                                                         2) расплава LiF

В) серебро                                                   3) раствора MgCl2

Г)  магний                                                    4) раствора  AgNO3

                                                                     5) расплава Ag2O

                                                                      6) расплава MgCl2

 

5. Установите соответствие между названием вещества и продуктами электролиза его водного раствора

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА                                          ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) бромид калия                           1) водород, бром, гидроксид калия

Б) сульфат меди (II)                      2) натрий, углекислый газ

В) бромид меди (II)                      3) медь, оксид серы (IV)

                                                        4) медь, кислород, серная кислота

                                                        5) медь, бром

 

 

 

 

6. Установите соответствие между названием вещества и основными газообразными продуктами электролиза его водного раствора.

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА        ГАЗООБРАЗНЫЕ ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

 

А) хлорид кальция                             1) кислород, водород

Б) нитрат кальция                              2) водород, хлор

В) фторид серебра                             3) оксид азота (IV)

Г) нитрат серебра                               4) кислород

                                                             5) водород

                                                             6) хлор 

                                                             7) фтор

 

 

7. Установите соответствие между названиями вещества и электролитическим способом его получения.

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА                                    ЭЛЕКТ РОЛИЗ

А) хлор                                    1) водного раствора хлорида меди

Б) этан                                     2) водного раствора бромида натрия

В) натрий                                3) водного раствора ацетата калия

Г) бром                                   4) расплава фторида натрия

                                                 5) водного раствора перхлората калия

                                                  6) водного раствора этановой кислоты

 

8. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза его водного раствора на инертных электродах.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА                                     ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) натрий                                     1) водного раствора солей

Б) алюминий                                2) водного раствора гидроксида

В) серебро                                    3) расплава поваренной соли

Г) медь                                          4) расплавленного оксида

                                    5) раствора оксида в расплавленном криолите

                                                                                                      

9. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза его водного раствора на инертных электродах.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА                                  ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) AlCl3                                                            1) металл, галоген

Б) RbOH                                       2) гидроксид металла, хлор, водород

В) Hg(NO3)2                                  3) металл, кислород

Г)  AuCl3                                                    4) металл, кислота, кислород

                                                        5) водород, кислород

                                                       6) водород, галоген

 

10. Установите соответствие  между формулой соли и реакцией ее водного раствора

ФОРМУЛА СОЛИ

ПРОДУКТ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) Na2SO4

1) SO2

Б) Ca(NO3)2

2) O2

В) Zn(Br2)

3) NO2

Г) CuCl2

4) Br2

 

5) Cl2

 

6) H2

                                 

 

                     

 

 

Ответы:

1  — 3411

2  —  3653

3  — 2353

4  — 2246

5  — 145

6  — 6444

7 — 1342

8  — 3511

9  — 2541

10-2245

 

Электролиз расплавов и растворов солей

1. Электролиз расплавов и растворов солей

2. Электролиз –

это окислительновосстановительный процесс,
протекающий на электродах,
при пропускании постоянного
электрического тока через
раствор или расплав
электролита.

6. Прибор для электролиза раствора CuCl2

7. Катодные процессы:

1. Катионы металлов после Н (от Cu2+ до Au3+)
полностью восстанавливаются на катоде.
2. Катионы металлов от Li+ до Al+3
включительно не восстанавливаются,
вместо них восстанавливаются молекулы
воды:
2h3O + 2ē → h3↑+2OHˉ
3. Катионы металлов от Al 3+ до H+
восстанавливаются одновременно с
молекулами воды.
Катодные процессы
Li,Rb,K,Ba,Sr,
Ca,Na,Mg,Al
Активные металлы — не
восстанавливаются,
восстанавливается вода
2h3O + 2ē →
h3↑ + 2OH-
Mn,Zn,Cr,Fe,Cd,
Co,Ni,Sn,Pb
Восстанавливаются
катионы металлов и вода
Men+ + nē → Me0
2h3O + 2ē →
h3↑ + 2OH-
h3 Cu,Hg,Ag,Pd,Pt,
Au
Неактивные металлы –
восстанавливаются
катионы металлов
Men+ + nē →
Me0

9. Анодные процессы

1. В первую очередь на аноде
окисляются бескислородные анионы:
S²ˉ, Iˉ, Brˉ, Clˉ (кроме Fˉ )и анионы
органических кислот:
2RCOOˉ — 2ē → 2 CO2↑ + R-R
2. Во вторую очередь OHˉ анионы,
окисляются молекулы воды:
2h3О – 4ē → О2↑ + 4Н+
Анодные процессы
Бескислородный
(Cl , Br , I , S и др.)
Кислородсодержащий
(SO4, NO3,CO3, F
и др.)
Окисление анионов
(кроме фторидов)
В кислой, нейтральной
средах:
A — nē → A
2h3O – 4ē → O2↑ + 4H
B щелочной среде:
4OH — 4ē → O2↑ + 2h3O
Примеры
CuSO4 → Cu2+ + SO4²ˉ
-К: Cu2+ + 2ē → Cuº
+A: 2h3O – 4ē → O2↑ + 4Н+
ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ
2CuSO4 + 2h3O → 2Cu + O2 + 2h3SO4
Na2CО3 → 2Na+ + CО3²ˉ
-K: 2h3O + 2ē → h3º +2OH ˉ
+А : 2h3O – 4ē → O2º +4H+
2h3O→ 2h3º +O2º
Электролиз раствора ацетата натрия
2Сh4COONa + 2h3O = 2CO2 + C2H6 + 2NaOH + h3
Опыт 1
Электролиз водного раствора йодида
калия
В U-образную трубку налить раствор йодида
калия. В оба колена добавить 4-5-капель
фенолфталеина,
опустить
графитовые
электроды, присоединить последние к блоку
питания. Пропустить ток
Опыт 2
Электролиз водного раствора сульфата
меди (II) с инертными электродами
В U-образную трубку налить раствор сульфата
меди (II), опустить в него графитовые
электроды и пропустить электрический ток
через выпрямитель
Опыт 3
Электролиз водного раствора сульфата
меди (II) с активным медным анодом
Поменять местами электроды (опыт 2),
вследствие чего анод окажется омедненным.
Снова пропустить электрический ток
Опыт 4
Электролиз водного раствора сульфата
натрия
В U-образную трубку налить раствор сульфата
натрия, опустить в него универсальные
индикаторы и графитовые электроды.
Пропустить электрический ток

Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот).

Что такое электролиз? Для более простого понимания ответа на этот вопрос давайте представим себе любой источник постоянного тока. У каждого источника постоянного тока всегда можно найти положительный и отрицательный полюс:



Подсоединим к нему две химически стойких электропроводящих пластины, которые назовем электродами. Пластину, присоединенную к положительному полюсу назовем анодом, а к отрицательному катодом:



Далее, представьте, что у вас есть возможность опустить эти два электрода в расплав хлорида натрия:



Хлорид натрия является электролитом, при его расплавлении происходит диссоциация на катионы натрия и хлорид-ионы:

NaCl = Na+ + Cl

Очевидно, что заряженные отрицательно анионы хлора направятся к положительно заряженному электроду – аноду, а положительно заряженные катионы Na+ направятся к отрицательно заряженному электроду – катоду. В результате этого и катионы Na+ и анионы Cl разрядятся, то есть станут нейтральными атомами. Разрядка происходит посредством приобретения электронов в случае ионов Na+ и потери электронов в случае ионов Cl. То есть на катоде протекает процесс:

Na+ + 1e = Na0,

А на аноде:

Cl − 1e = Cl

Поскольку каждый атом хлора имеет по неспаренному электрону, одиночное существование их невыгодно и атомы хлора объединяются в молекулу из двух атомов хлора:

Сl∙ + ∙Cl = Cl2

Таким образом, суммарно, процесс, протекающий на аноде, правильнее  записать так:

2Cl − 2e = Cl2

То есть мы имеем:

Катод: Na+ + 1e = Na0

Анод: 2Cl − 2e = Cl2

Подведем электронный баланс:

Na+ + 1e = Na0 |∙2

2Cl − 2e = Cl2 |∙1<

Сложим левые и правые части обоих уравнений полуреакций, получим:

2Na+ + 2e + 2Cl − 2e= 2Na0 + Cl2

Сократим два электрона аналогично тому, как это делается в алгебре получим ионное уравнение электролиза:

2Na++ 2Cl = 2Na0 + Cl2

далее, объединив ионы Na+  и Cl получим, уравнение электролиза расплава хлорида натрия:

2NaCl(ж.)  => 2Na + Cl2

Рассмотренный выше случай является с теоретической точки зрения наиболее простым, поскольку в расплаве хлорида натрия из положительно заряженных ионов были только ионы натрия, а из отрицательных – только анионы хлора.

Другими словами, ни у катионов Na+, ни у анионов Cl не было «конкурентов» за катод и анод.

А, что будет, например, если вместо расплава хлорида натрия ток пропустить через его водный раствор? Диссоциация хлорида натрия наблюдается и в этом случае, но становится невозможным образование металлического натрия в водном растворе. Ведь мы знаем, что натрий – представитель щелочных металлов – крайне активный металл, реагирующий с водой очень бурно. Если натрий не способен восстановиться в таких условиях, что же тогда будет восстанавливаться на катоде?

Давайте вспомним строение молекулы воды. Она представляет собой диполь, то есть у нее есть отрицательный и положительный полюсы:



Именно благодаря этому свойству, она способна «облеплять» как поверхность катода, так и поверхность анода:



При этом могут происходить процессы:

Катод:

2H2O + 2e = 2OH + H2

Анод:

2H2O – 4e = O2 + 4H+

Таким образом, получается, что если мы рассмотрим раствор любого электролита, то мы увидим, что катионы и анионы, образующиеся при диссоциации электролита, конкурируют с молекулами воды за восстановление на катоде и окисление на аноде.

Так какие же процессы будут происходить на катоде и на аноде? Разрядка ионов, образовавшихся при диссоциации электролита или окисление/восстановление молекул воды? Или, возможно, будут происходить все указанные процессы одновременно?

В зависимости от типа электролита при электролизе его водного раствора возможны самые разные ситуации. Например, катионы щелочных, щелочноземельных металлов, алюминия и магния просто не способны восстановиться в водной среде, так как при их восстановлении должны были бы получаться соответственно щелочные, щелочноземельные металлы, алюминий или магний т.е. металлы, реагирующие с водой.

В таком случае является возможным только восстановление молекул воды на катоде.

Запомнить то, какой процесс будет протекать на катоде при электролизе раствора какого-либо электролита можно, следуя следующим принципам:

1) Если электролит состоит из катиона металла, который в свободном состоянии в обычных условиях реагирует с водой, на катоде идет процесс:

2H2O + 2e = 2OH + H2

Это касается металлов, находящихся в начале ряда активности по Al включительно.

2) Если электролит состоит из катиона металла, который в свободном виде не реагирует с водой, но реагирует с кислотами неокислителями, идут сразу два процесса, как восстановления катионов металла, так и молекул воды:

2H2O + 2e = 2OH + H2 ­­­

Men+ + ne = Me0

К таким металлам относятся металлы, находящиеся между Al и Н в ряду активности.

3) Если электролит состоит из катионов водорода (кислота) или катионов металлов, не реагирующих с кислотами неокислителями — восстанавливаются только катионы электролита:

+ + 2е = Н2 – в случае кислоты

Men+ + ne = Me0 – в случае соли

На аноде тем временем ситуация следующая:

1) Если электролит содержит анионы бескислородных кислотных остатков (кроме F), то на аноде идет процесс их окисления, молекулы воды не окисляются. Например:

2Сl − 2e = Cl2

S2- − 2e = So

Фторид-ионы не окисляются на аноде поскольку фтор не способен образоваться в водном растворе (реагирует с водой)

2) Если в состав электролита входят гидроксид-ионы (щелочи) они окисляются вместо молекул воды:

4ОН − 4е = 2H2O + O2

3) В случае того, если электролит содержит кислородсодержащий кислотный остаток (кроме остатков органических кислот) или фторид-ион (F) на аноде идет процесс окисления молекул воды:

2H2O – 4e = O2 + 4H+

4) В случае кислотного остатка карбоновой кислоты на аноде идет процесс:

2RCOO − 2e = R-R + 2CO2

Давайте потренируемся записывать уравнения электролиза для различных ситуаций:

Пример №1

Напишите уравнения процессов протекающих  на катоде и аноде при электролизе расплава хлорида цинка, а также общее уравнение электролиза.

Решение

При расплавлении хлорида цинка происходит его диссоциация:

ZnCl2 = Zn2+ + 2Cl

Далее следует обратить внимание на то, что электролизу подвергается именно расплав хлорида цинка, а не водный раствор. Другими словами, без вариантов, на катоде может происходить только восстановление катионов цинка, а на аноде окисление хлорид-ионов т.к. отсутствуют молекулы воды:

Катод: Zn2+ + 2e = Zn0 |∙1

Анод: 2Cl − 2e = Cl2 |∙1

ZnCl2 = Zn + Cl2

Пример №2

Напишите уравнения процессов протекающих  на катоде и аноде при электролизе водного раствора хлорида цинка, а также общее уравнение электролиза.

Так как в данном случае, электролизу подвергается водный раствор, то в электролизе, теоретически, могут принимать участие молекулы воды. Так как цинк расположен в ряду активности между Al и Н то это значит, что на катоде будет происходить как восстановление катионов цинка, так и молекул воды.

Катод:

2H2O + 2e = 2OH + H2 ­­­

Zn2+ + 2e = Zn0

Хлорид-ион является кислотным остатком бескислородной кислоты HCl, поэтому в конкуренции за окисление на аноде хлорид-ионы «выигрывают» у молекул воды:

Анод:

2Cl − 2e = Cl2

В данном конкретном случае нельзя записать суммарное уравнение электролиза, поскольку неизвестно соотношение между выделяющимися на катоде водородом и цинком.

Пример №3

Напишите уравнения процессов протекающих  на катоде и аноде при электролизе водного раствора нитрата меди, а также общее уравнение электролиза.

Нитрат меди в растворе находится в продиссоциированном состоянии:

Cu(NO3)2 = Cu2+ + 2NO3

Медь находится в ряду активности правее водорода, то есть на катоде восстанавливаться будут катионы меди:

Катод:

Cu2+ + 2e = Cu0

Нитрат-ион NO3 — кислородсодержащий кислотный остаток, это значит, что в окислении на аноде нитрат ионы «проигрывают» в конкуренции молекулам воды:

Анод:

2H2O – 4e = O2 + 4H+

Таким образом:

Катод: Cu2+ + 2e = Cu0 |∙2

Анод: 2H2O – 4e = O2 + 4H+ |∙1

2Cu2+ + 2H2O = 2Cu0 + O2 + 4H+

Полученное в результате сложения уравнение является ионным уравнением электролиза. Чтобы получить полное молекулярное уравнение электролиза нужно добавить по 4 нитрат иона в левую и правую часть полученного ионного уравнения в качестве противоионов. Тогда мы получим:

2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu0 + O2 + 4HNO3

Пример №4

Напишите уравнения процессов, протекающих  на катоде и аноде при электролизе водного раствора ацетата калия, а также общее уравнение электролиза.

Решение:

Ацетат калия в водном растворе диссоциирует на катионы калия и ацетат-ионы:

СН3СООК = СН3СОО + К+

Калий является щелочным металлом, т.е. находится в ряду электрохимическом ряду напряжений в самом начале. Это значит, что его катионы не способны разряжаться на катоде. Вместо них восстанавливаться будут молекулы воды:

Катод:

2H2O + 2e = 2OH + H2

Как уже было сказано выше, кислотные остатки карбоновых кислот «выигрывают» в конкуренции за окисление у молекул воды на аноде:

Анод:

2СН3СОО − 2e = CH3−CH3 + 2CO2

Таким образом, подведя электронный баланс и сложив два уравнения полуреакций на катоде и аноде получаем:

Катод: 2H2O + 2e = 2OH + H2 |∙1

Анод: 2СН3СОО − 2e = CH3−CH3 + 2CO2 |∙1

2H2O + 2СН3СОО = 2OH + Н2+ CH3−CH3 + 2CO2

Мы получили полное уравнение электролиза в ионном виде. Добавив по два иона калия в левую и правую часть уравнения и сложив с противоионами мы получаем полное уравнение электролиза в молекулярном виде:

2H2O + 2СН3СООK = 2KOH + Н2+ CH3−CH3 + 2CO2

Пример №5

Напишите уравнения процессов, протекающих  на катоде и аноде при электролизе водного раствора серной кислоты, а также общее уравнение электролиза.

Серная кислота диссоциирует на катионы водорода и сульфат-ионы:

H2SO4 = 2H+ + SO42-

На катоде будет происходить восстановление катионов водорода H+ , а на аноде окисление молекул воды, поскольку сульфат-ионы являются кислородсодержащими кислотными остатками:

Катод: 2Н+ + 2e = H2 |∙2

Анод: 2H2O – 4e = O2 + 4H+ |∙1

+ + 2H2O = 2H2 + O2 + 4H+

Сократив ионы водорода в левой и правой и левой части уравнения получим уравнение электролиза водного раствора серной кислоты:

2H2O = 2H2 + O2

Как можно видеть, электролиз водного раствора серной кислоты сводится к электролизу воды.

Пример №6

Напишите уравнения процессов, протекающих  на катоде и аноде при электролизе водного раствора гидроксида натрия, а также общее уравнение электролиза.

Диссоциация гидроксида натрия:

NaOH = Na+ + OH

На катоде будут восстанавливаться только молекулы воды, так как натрий – высокоактивный металл, на аноде только гидроксид-ионы:

Катод: 2H2O + 2e = 2OH + H2 |∙2

Анод: 4OH − 4e = O2 + 2H2O |∙1

4H2O + 4OH = 4OH + 2H2 + O2 + 2H2O

Сократим две молекулы воды слева и справа и 4 гидроксид-иона и приходим к тому, что, как и в случае серной кислоты электролиз водного раствора гидроксида натрия сводится к электролизу воды:

2H2O = 2H2 + O2

Учебная презентация для 11 класса по теме «Электролиз»

Ильичева Оксана Анатольевна учитель химии муниципального общеобразовательного учреждения «Кораблинская средняя школа №1»

[email protected]

Номинация 4 «Учебная презентация по теме (11 класс)» №Р 4.25

Электролиз

Электролиз —

совокупность окислительно-восстановительных процессов, протекающих на поверхности электродов при пропускании электрического тока через расплав или раствор электролитов

Электролиз

Катод (-)

Анод (+)

отрицательно заряженный электрод.

положительно заряженный электрод.

К нему притягиваются все катионы, находящиеся в растворе или расплаве.

К нему притягиваются все анионы, находящиеся в растворе или расплаве.

На аноде протекают реакции окисления ионов и молекул.

На катоде протекают реакции восстановления ионов и молекул.

Электролиз

Электроды

Инертные

Активные

Не изменяются в процессе электролиза

Участвуют в процессах окисления или восстановления

Изготовлены из платины или графита

Изготовлены из меди, олова, свинца, серебра

Электролиз

Расплавов

Растворов

! Электролиз расплавов возможен только для веществ, которые плавятся без разложения.

Электролиз расплава

Расплавы солей, кислот и оснований при пропускании электрического тока выделяют на электродах свои катионы и анионы

Катод

Анод

происходит процесс окисления

происходит процесс восстановления

получают галогены

получают активные металлы

Электролиз расплава

NaCl Na + + Cl

При пропускании электрического тока на катоде протекает восстановление ионов натрия до металлического натрия, а на аноде – окисление хлорид-ионов:

Катод (-): Na + + ē → Na 0

Анод (+): 2Cl — — 2ē → Cl 2 0

Складывая полуреакции окисления и восстановления, получаем суммарное уравнение электролиза:

2NaCl электролиз 2Na + Cl 2

Электролиз расплава

Na 2 SO 4 2Na + + SO 4 2-

Катод (-): 2Na + + 2ē → 2Na 0

Анод (+): SO 4 2- — 2ē → SO 2 + O 2 0

Na 2 SO 4 электролиз 2Na + SO 2 + O 2

NaOH Na + + OH

Катод (-): Na + + ē → Na 0

Анод (+): 4OH — — 4ē → 2H 2 O + O 2 0

4NaOH электролиз 4Na + 2H 2 O + O 2

Электролиз воды

Приводит к выделению молекул водорода H 2 0 на катоде и молекул O 2 0 на аноде. Водорода всегда выделяется в 2 раза больше, чем кислорода

H 2 O H + + OH

Катод (-): 2H + + 2ē → H 2 0

Анод (+): 4OH — — 4ē → 2H 2 O + O 2 0

2H 2 O электролиз 2H 2 + O 2

Электролиз растворов

Правила электролиза строго определяют продукты, образующиеся на катоде или аноде в результате электролиза раствора того или иного вещества. Эти правила подразделяются на катодные – определяющие состав продуктов на катоде, и анодные – определяющие состав продуктов на аноде.

Катодные правила

  • Если на катоде находятся катионы H + (из воды) и катионы активного металла (расположены в ряду напряжений левее марганца) (из вещества), то происходит восстановление молекул воды и выделяется водород:

2H 2 O + 2ē = H 2 0 ↑ + 2OH —

2) Если на катоде находятся катионы H + (из воды) и катионы неактивного металла (расположены в ряду напряжений правее водорода) (из вещества), то выделяется только металл:

Cu 2+ +2ē = Cu 0

Катодные правила

3) Если на катоде находятся катионы водорода и катионы металла средней активности (металлы от марганца включительно и до свинца), то возможно одновременное восстановление и молекул воды и катионов металла.

Если на катоде находятся катионы Fe 3+ ; Ni 2+ ; Pb 2+ ; Sn 2+ и H + , то возможно преимущественное восстановление катионов металла. (Обычно даётся по условию задачи).

Анодные правила

  • Если на аноде находятся анионы бескислородной кислоты (Cl — , Br — , I — , S 2- ) и гидроксид-анионы, то окисляется сам анион:

2 Br — — 2ē = Br — 2 0

Исключением является ион F — : при электролизе растворов фтороводорода и фторидов на аноде выделяется кислород.

2) Если на аноде находятся анионы кислородсодержащей кислоты (а также фторид-ионы), то на аноде происходит окисление воды с выделением кислорода:

2H 2 O — 4ē = 4H + + O 2 0 ↑

Анодные правила

3) Если на аноде находятся гидроксид-анионы, то они подвергаются окислению с образованием молекул O 2 .

4OH — — 4ē → O 2 0 + 2H 2 O

4) При электролизе солей карбоновых кислот на аноде протекает окисление аниона по схеме:

2RCOO — — 2ē → R-R↑ + 2CO 2 ↑

Электролиз раствора NaCl

NaCl Na + + Cl

H 2 O H + + OH

Катод (-): 2H 2 O + 2ē = H 2 0 ↑ + 2OH —

Анод (+): 2Cl — — 2ē → Cl 2 0

2NaCl + 2H 2 O электролиз H 2 0 + Cl 2 + 2NaOH

В растворе останутся молекулы NaOH. При этом анионы OH — концентрируются на аноде, где создаётся щелочная среда.

Электролиз раствора CuSO 4

CuSO 4 Cu 2+ + SO 4 2-

H 2 O H + + OH

Катод (-): Cu 2+ + 2ē = Cu 0

Анод (+): 2H 2 O — 4ē = 4H + + O 2 0 ↑

2CuSO 4 + 2H 2 O электролиз 2Cu 0 + O 2 0 + 2H 2 SO 4

На катоде концентрируются катионы H + и создаётся кислая среда.

Суммарную реакцию электролиза записывают таким образом, что первым среди продуктов реакции записывают продукт, выделяющийся на катоде, затем – продукт, выделяющийся на аноде, а после этого то вещество, которое остаётся в растворе.

Электролиз раствора AgCl

AgCl Ag + + Cl

H 2 O H + + OH

Катод (-): Ag + + 1ē = Ag 0

Анод (+): 2Cl — — 2ē → Cl 2 0

2 AgCl электролиз 2Ag + Cl 2

Электролиз этого вещества сводится к электролизу самой соли, катион и анион которой выделяются в виде молекул на электродах. Среда остаётся нейтральной.

Получение:

  • щелочных и щелочноземельных металлов гидроксидов натрия и калия хлора фтора водорода алюминия
  • щелочных и щелочноземельных металлов
  • гидроксидов натрия и калия
  • хлора
  • фтора
  • водорода
  • алюминия

Электролитическое нанесение металлических покрытий

Электролитическая очистка металлов

Применение электролиза

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Пример 1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ

А) CuBr 2

ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

Б) CuSO 4

1) H 2

2) Cu

В) NaNO 3

Г) Ba(NO 3 ) 2

3) Na

4) Ba

5) NO 2

6) Br 2

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Решение.

Напомним, что на катоде протекает процесс восстановления (присоединения электронов). Следовательно, при электролизе растворов солей на катоде могут выделяться только металлы или водород. Поэтому два последних варианта ответа можно сразу исключить из рассмотрения как заведомо неверные. Далее руководствуемся правилами определения катодных продуктов электролиза. Медь расположена в ряду напряжений металлов правее водорода, значит, при электролизе и раствора CuBr 2 , и раствора CuSO 4 на катоде будет выделяться медь (ответ 2). Барий и натрий расположены левее марганца, следовательно, при электролизе водных растворов их солей на катоде выделяется водород из воды (ответ 1).

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Ответ:

А

Б

2

В

2

Г

1

1

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Пример 2. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ

А) CuSO 4

ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

Б) K 2 S

1) водород

2) кислород

В) BaCl 2

Г) Pb(NO 3 ) 2

3) металл

4) хлор

5) сера

6) азот

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Решение.

Воспользуемся приведёнными выше правилами для определения анодных продуктов электролиза. Поскольку CuSO 4 и Pb(NO 3 ) 2 содержат кислородсодержащие анионы, при электролизе водных растворов этих солей на аноде окисляются молекулы воды с образованием кислорода (ответ 2). Так как сульфид калия является солью бескислородной кислоты, анодным продуктом электролиза его раствора будет сера (ответ 5). Аналогично, при электролизе раствора BaCl 2 на аноде выделится хлор (ответ 4).

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Ответ:

А

Б

2

В

5

Г

4

2

Задания для самостоятельного решения

Задание 1. В результате электролиза водного раствора какой соли среда в приэлектродном пространстве станет: а) щелочной; б) кислой, если даны следующие соли: KCl; CuCl 2 ; Cu(NO 3 ) 2 ?

Задание 2. Составьте реакции электролиза водных растворов: NaOH; HCl; HNO 3 .

Задания для самостоятельного решения

Задание 3. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, выделившимися на инертных электродах.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) KClO 4

1) водород, углекислый газ и этан

Б) KI

2) водород и кислород

В) AgNO 3

3) водород и галоген

Г) (CH 3 COO) 2 Ca

4) металл и кислород

5) металл и галоген

6) металл и углекислый газ

Задания для самостоятельного решения

Задание 4. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, выделившимися на инертных электродах.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) MgBr 2

1) водород и сернистый газ

Б) Ba(OH) 2

2) металл и сероводород

В) CuSO 4

3) водород и кислород

Г) H 2 SO 4

4) водород и галоген

5) металл и кислород

6) металл и галоген

Список используемой литературы и ресурсов

Сычев И. А. Окислительно-восстановительные

реакции: Методические рекомендации по подготовке к единому государственному экзамену по химии. – Рязань: РИО РязГМУ, 2008. – 23 с.

1

Неорганическая химия. Весь школьный курс в таблицах/ сост. Н. В. Манкевич. – Минск: Современная школа: Кузьма, 2018. – 213 с.

2

Химия. Курс самоподготовки. Технология решения заданий./ А. А. Каверина, Ю. Н. Медведев, Г. Н. Молчанова и др. – М.: Просвещение, 2018. – 56 с .

3

4

5

Электролиз (Electrolysis). Уравнение Фарадея | Задания 274-276

 

Решение задач по химии на электролиз соли

 

 

Задание 274.
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе раствора КВг. Какая масса вещества выделяется на катоде и аноде, если электролиз проводить в течение 1 ч 35 мин при силе тока 15 А? Ответ: 0,886 г; 70,79 г.
Решение:
Стандартный электродный потенциал системы К+ +    = К0 (-2,92 В) значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением водорода, а ионы К+, приходящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к нему зоне (катодное пространство):

 2Н2О + 2  = Н2↑+ 2ОН

На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов Br-, приводящее к выделению брома:

2Br — 2    = Br2.

поскольку  отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,07 В) значительно ниже, чем стандартный потенциал (+1,23 В), характеризующий систему:

2О — 4  = О2↑ + 4Н+

Массу веществ, выделившихся на электродах находим из уравнения Фарадея, имея в виду, что 1 ч 35 мин = 5700 с и МЭ2) = 1 г/моль, МЭ(Br2) = 79,916 г/моль получим:

m(B) = МЭ(B) . t/F
m(H2) = МЭ(H2. t/F = 1 . 15 .5700/96500 = 0,886 г;
m(Br2) = МЭ(Br2) . I . t/F = 79,916 . 15 . 5700/96500 = 70,81 г.

m(B) – масса выделившегося вещества, г; МЭ(В) – масса эквивалента вещества, г/моль; I – сила тока,  А;  t – время, с; F – число Фарадея, 96500.

Ответ: m(H2) = 0,886 г; m(Br2) = 70,81 г.


Задание 275.
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора СuCl2. Вычислите массу меди, выделившейся на катоде, если на аноде выделилось 560 мл газа (н.у.). Ответ: 1,588 г.
Решение:
а) Электролиз соли хлорида меди на угольных электродах:
Стандартный электродный потенциал системы Cu2+ + 2   = Cu0 (+0,34 В) значительно положительнее потенциала водородного электрода в кислой среде (0,00 В). В  этом случае при электролизе соли на угольных электродах, на катоде будет происходить электрохимическое восстановление меди Cu2+:

Cu2+ + 2   = Cu0

 На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов Cl, приводящее к выделению хлора:

2Cl — 2   = Cl2↑.

поскольку  отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,36 В) значительно выше, чем стандартный потенциал (+1,23 В), характеризующий систему

2О — 4    = О2↑ + 4Н+

 Чтобы вычислить массу меди, выделившейся на катоде при электролизе CuCl2, рассчитаем количество эквивалентов хлора, выделившегося на аноде, зная его объём и эквивалентный объём, получим:

Эквивалентный объём хлора равен 11,2 л/моль. Тогда количество эквивалентов выделившегося хлора равно:

 (Cl2) = V(Cl2)/VЭ(Cl2) = 0,560/11,2 = 0,05 моль.

Так как  (Cl2) =  (Cu), то можно рассчитать массу выделившейся меди при электролизе CuCl2, получим:

m(Cu) =  (Cu) . MЭ(Cu) = 0,05 .31,77 = 1,588 г.

Ответ: m(Cu) = 1,588 г.


Задание 275.
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора СuCl2. Вычислите массу меди, выделившейся на катоде, если на аноде выделилось 560 мл газа (н.у.). Ответ: 1,588 г.
Решение:
а) Электролиз соли медного купороса на угольных электродах:
Стандартный электродный потенциал системы Cu2+ + 2   = Cu0 (+0,34 В) значительно положительнее потенциала водородного электрода в кислой среде (0,00 В). В  этом случае при электролизе соли на угольных электродах, на катоде будет происходить электрохимическое восстановление меди Cu2+:

Cu2+ + 2   = Cu0

 На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов Cl, приводящее к выделению хлора:

2Cl — 2   = Cl2↑.

поскольку  отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,36 В) значительно ниже, чем стандартный потенциал (+1,23 В), характеризующий систему

2О — 4    = О2↑ + 4Н+

 Чтобы вычислить массу меди, выделившейся на катоде при электролизе CuCl2, рассчитаем количество эквивалентов хлора, выделившегося на аноде, зная его объём и эквивалентный объём, получим:

Эквивалентный объём хлора равен 11,2 л/моль. Тогда количество эквивалентов выделившегося хлора равно:

 (Cl2) = V(Cl2)/VЭ(Cl2) = 0,560/11,2 = 0,05 моль.

Так как  (Cl2) =  (Cu), то можно рассчитать массу выделившейся меди при электролизе CuCl2, получим:

m(Cu) =  (Cu) . MЭ(Cu) = 0,05 .31,77 = 1,588 г.

Ответ: m(Cu) = 1,588 г.


Задание 276.
При электролизе соли трехвалентного металла при силе тока 1,5 А в течение 30 мин на катоде выделилось 1,071 г металла. Вычислите атомную массу металла. Ответ: 114,835.
Решение:
Эквивалентную массу металла рассчитаем из уравнения Фарадея относительно массы вещества, подставив в него данные из задачи, получим:

m(В) = МЭ(В) .t/F; 
МЭ(Ме) = m(В) .F/(I .t) = (1,071 .96500)/(1,5 .60 . 30) = 38,278 г/моль.

Здесь m(B) – масса выделившегося вещества, г; VЭ – эквивалентный объём газа, л/моль; МЭ(В) – масса эквивалента вещества, г/моль; I – сила тока,  А;  t – время, с; F – число Фарадея, 96500 Кл/моль.

Учитывая, что металл трёхвалентный рассчитаем его атомную массу:

Аr(Ме) = МЭ(Ме) . В = 38,278 . 3 = 114,835, где В – валентность металла.

Ответ: Аr(Ме) = 114,835.


Электролиз хлорида меди-Электролиз воды-Тяжелая вода-СКРЫТАЯ ТЕПЛОТА ИСПАРЕНИЯ-СКРЫТАЯ ТЕПЛОТА ПЛАВЕНИЯ

ЭЛЕКТРОЛИЗ ХЛОРИДА МЕДИ

 
 

ЭЛЕКТРОЛИЗ ХЛОРИДА МЕДИ

www.citycollegiate.com

   Медь хлорид ионизируется в воде следующим образом:

CuCl 2 èCu +2 + 2Cl -1

   Когда через водный раствор CuCl 2 пропускают электрический ток, Cu +2 ионы мигрируют к    катоду и Ион Cl -1 по направлению к аноду.

РЕАКЦИЯ НА КАТОДЕ

 

Медь +2 + 2e èCu (Уменьшение)

 

РЕАКЦИЯ НА АНОД

 

2Cl -1 è Cl -1 + 2e — ( Окисление )

 

НАД ВСЕ РЕАКЦИЯ

www.citycollegiate.com

Медь +2 + 2e è Cu
2Cl -1 è Класс 2 + 2e
……………………………….. …..

 

Медь +2 + 2Cl -1 и Cu + Cl 2

 

РЕЗУЛЬТАТ

 
   Медь осаждается на катоде.
   Cl 2 газовыделение через анод
 

ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДЫ

 
   Вода является слабым электролитом, потому что он проводит очень мало электрического Текущий. В для электролиза воды, немного электролита (соль или кислота) добавляют к воде, что делает ее электролитом. Обычно добавляют сульфат натрия.

ИОНИЗАЦИЯ ВОДЫ

www.citycollegiate.com

Н 2 О → H + + ОХ -1

 
   Когда через воду пропускают электрический ток H + ионов осаждаются на катоде и ОН осаждаются ионы на аноде.

РЕАКЦИЯ НА КАТОДЕ

 

+ + 4e è 2H 2 (Уменьшение)

 

РЕАКЦИЯ НА АНОД

 

4OH è 2H 2 O + O 2 + 4e — ( Окисление )

 

РЕЗУЛЬТАТ

 

2 О è 2H 2 + О 2

 

КОНКРЕТНЫЙ ТЕПЛО

www.citycollegiate.com

   Конкретный теплота вещества определяется как:
   «Количество тепловой энергии, необходимое для увеличения температура 1 г вещества до 1 градуса по Цельсию».
   Это обозначается буквой «С».
   Единица удельной теплоемкости Калория/грамм.k
    Формула:

СКРЫТЫЙ ТЕПЛОТА ПЛАВЕНИЯ

 
   Это определяется как:
    «Количество тепловой энергии, необходимое для плавления 1 г твердого вещества при его температуре плавления».
   Обозначается H f.
    Единица латентной функции – калория/грамм.
    Формула:

СКРЫТЫЙ ТЕПЛОТА ИСПАРЕНИЯ

 
   Скрытый теплота парообразования определяется как «количество тепловой энергии, необходимое испарить один грамм жидкости при температуре кипения «.
   Обозначается H v .
   Единицей латентной функции является калория/грамм.
   Формула:

ТЯЖЕЛЫЙ ВОДА

www.citycollegiate.com

   Вода состоит из изотопа водорода дейтерия (D) и называется тяжелой водой. Формула тяжелой воды    D 2 O. Она имеет такой же химический состав. свойства как у обычной воды, но немного отличаются по физическим свойствам
   Он имеет большую плотность, чем H 2 O.
   Его температура замерзания составляет 3,97 C.
   У него более низкое давление пара, чем у обычной воды.
   Показатель преломления у нее меньше, чем у обычной воды.
   Используется в качестве замедлителя в ядерных реакторах для замедления нейтроны.
   Используется в качестве индикатора в химических и биологических исследованиях.
   Молекулярная масса: 2 x 2 + 16 = 20 а.е.м.

Что происходит на катоде при электролизе раствора сульфата меди(II)?

Я полагаю, вы имеете в виду электролиз сульфата меди (II) с медными электродами.При электролизе сульфата меди (II), или #»CuSO»_4″#, на катоде можно увидеть отложение меди, в то же время анод будет растворяться в процессе.

Очень важно различать маркировку катода в электролизе и в гальванических элементах, так как в большинстве случаев это вызывает некоторую путаницу. В электролизе катод является отрицательным электродом , а в гальванических элементах он действует как положительный электрод .(-)# разряжаются на аноде; менее электроотрицательная медь отдаст свой электрон, который затем будет вытянут батареей помните, что все это происходит на положительно заряженном электроде .

Со временем это обеспечит растворение анода и увеличение размера катода. Концентрация раствора сульфата меди (II) в процессе электролиза не изменится.

Вот отличное видео по электролизу сульфата меди(II):

Электролиз ионных растворов — Электролиз — GCSE Chemistry (Single Science) Revision — Other

Электролиз водных растворов ионных соединений может быть более сложным, чем электролиз расплавленных соединений, потому что молекулы воды могут образовывать ионы водорода (H + ) и ионы гидроксида (OH ), помимо ионов из ионных соединений.

На отрицательном электроде

Ионы металлов и ионы водорода заряжены положительно. Получаете ли вы металл или водород при электролизе, зависит от положения металла в ряду реакционной способности:

  • металл будет получен, если он менее реакционноспособен, чем водород
  • водород будет получен, если металл более реакционноспособен, чем водород
Ряд реакционной способности металла — углерод и водород не являются металлами, но приведены для сравнения

Так, например, при электролизе раствора хлорида меди на отрицательном электроде образуется медь.Однако при электролизе раствора хлорида натрия образуется водород.

На положительном электроде

Если отрицательный ион из ионного соединения является простым (например, Cl или Br ), то этот элемент образуется. Если отрицательный ион представляет собой комплексный ион (например, NO 3 , SO 4 2 , CO 3 2 ), то оксид образуется из гидроксида кислорода. вместо.

В таблице приведены некоторые элементы, которые следует ожидать при электролизе.

Отрицательные ионы в растворе Элемент, выделяемый на положительном электроде
Хлорид, Cl хлора, Cl 2
Бромид, Br, бромом , Br 2
йодид, я Йод, я 2
сульфат, SO 4 2 Кислород, О 2
Нитрат, NO 3 Кислород, O 2

На отрицательном и положительном электродах

В этой таблице показаны некоторые общие ионные растворы подвергают электролизу с использованием инертных электродов, например угольных электродов:

90 533
Ионное вещество Элемент at — Элемент at +
хлорид меди, CuCl 2 Медь, Cu Хлор, Cl 2
Медный сульфат, CuSO 4 Медь, Cu Кислород, О 2
хлорид натрия, NaCl водорода, Н 2 Хлор, Cl 2
Соляная кислота, HCl, водорода, Н 2 Хлор, Cl 2
серная кислота, H 2 SO 4 Гидроген, H 2 кислород, O 2

. NaCl), то вместо галогена будет выделяться кислород.Это связано с тем, что ионов галогенидов меньше, чем ионов гидроксида из воды.

Предположим, 250 мл раствора CuCl2 с концентрацией 0,433 М подвергли электролизу. как долго будет ток

  • У вас есть 0,250 л x 0,433 м = около 0,1 моль
    Вам нужно 0,250 л x 0,167 = около 0,04 моль.
    Вы хотите внести примерно 0,1-0,04 = примерно 0,06 моль Cu. г Cu = около 0,06 x 63,546 = около 4,2 г Cu

    96 485 C отложит 63,546/2 или около 31 г Cu.Сколько C нам нужно?
    96 485 х 4,2/31 = около 13 000 °С. 90 136 Ампер x сек = C
    75 х сек = 13 000
    сек = около ?
    Вам нужно пройти и сделать каждый шаг более точно. Я придумал около 171 секунды.

  • время должно быть 4,6 часа. у меня нет проблем с получением массы Cu, я просто пытаюсь понять, сколько времени это займет.

  • Найдите кулоны, затем ампер x секунды = кулон. Сколько граммов меди у вас есть, что депонировано.

  • получаю 4,207 г Cu

  • Мое число для г Cu = 4.226 г, которые я бы округлил до 4,23 г.
    (0,433-0,167)/4 х (63,546) = 4,2258 = 4,23 г.

  • книга округляет ответ до 4,2, так что любой вариант подходит. как мне перейти отсюда, чтобы решить количество времени? Если бы вы могли показать пошаговый идентификатор процесса, я очень ценю это!

  • Я не получаю 4.6 часов.

    96 485 C осаждает 63,546/2 г (31,773 г) Cu. Итак, сколько кулонов нам нужно?
    96 485 С х (4,23/31,773) = ? C

    ампер х секунд = кулон
    75 х секунд = ? С = около 171 секунды.

    Отмечу, что на 0,77 ампер потребуется 4,6 часа. Интересно, может быть, это опечатка в книге, где они хотели ввести 0,75 А, а не 75 А,

  • мой ответ 4.7527 час.

    решается в таком формате:

    время = [(0,10825-0,04175)/((0,75)(1/96485)(1/2))]/[3600]
    время = 4,7527 ч

    Примечание: для размерного анализа
    (моль)/(C/с)(моль/C)=s (разделите на 3600, чтобы преобразовать в 1 час)

    надеюсь, это поможет.

  • проще говоря,

    (0.75 Кл/с)(время)(1 моль e-/96485 C)(1 моль Cu/2 моль e-) = (0,10825-0,04175)

    время = 17 110,07 с = 4,7527 ч

  • CBSE Free NCERT Решение 12-й химии Электрохимия прогнозирует продукты электролиза в каждой из них (23 апреля 2022 г.)

    Вопрос 18

    Предскажите продукты электролиза в каждом из следующих:

    (i) Водный раствор AgNO 3 с серебряными электродами.

    (ii) Водный раствор AgNO 3 с платиновыми электродами.

    (iii) Разбавленный раствор H 2 SO 4 с платиновыми электродами.

    (iv) Водный раствор CuCl 2 с платиновыми электродами.

    Ответить

    (i) На катоде: На катоде конкурируют следующие реакции восстановления.

    На катоде протекает реакция с более высоким значением E º . Следовательно, на катоде будет происходить осаждение серебра.

    На аноде:

    Анод Ag подвергается атаке ионами NO 3 . Следовательно, серебряный электрод на аноде растворяется в растворе с образованием Ag+.

     

    (ii) На катоде:

    На катоде конкурируют следующие реакции восстановления.

    На катоде протекает реакция с более высоким значением E º . Следовательно, на катоде будет происходить осаждение серебра.


    На аноде:

    Поскольку электроды Pt инертны, анод не подвергается воздействию ионов NO 3 . Следовательно, ионы OH или NO 3 могут окисляться на аноде. Но ионы ОН , имеющие меньший разрядный потенциал, получают предпочтение и разлагаются с выделением О 2 .

    ОН —  → ОН + e

    4OH → 2H 2 O +O 2

     

    (iii) На катоде происходит следующая реакция восстановления с образованием газа H 2 .

    H + (водн.) + e —  → ½ H 2(g)

    На аноде возможны следующие процессы.

    Для разбавленной серной кислоты реакция (i) предпочтительна для получения газа O 2 . Но для концентрированной серной кислоты протекает реакция (ii).

     

    (iv) На катоде:

    На катоде конкурируют следующие реакции восстановления.

    На катоде протекает реакция с более высоким значением E º .Следовательно, на катоде будет происходить осаждение меди.

    На аноде:

    На аноде возможны следующие реакции окисления.

    На аноде предпочтительна реакция с более низким значением E º .

    0 comments on “Электролиз cucl2 раствор: а) с инертным анодом; б) с медным анодом

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.