- We are checking your browser. gomolog.ru
- Why do I have to complete a CAPTCHA?
- What can I do to prevent this in the future?
- Расчеты массы веществ и составление уравнений электродных процессов при электролизе растворов электролитов
- Расчет массы гидроксида калия, образовавшегося при электролизе раствора фосфата калия
- Расчет количество вещества меди, перешедшего в раствор с анода при электролизе сульфата меди (II)
- Расчет массы металла и объема газа, выделившихся при электролизе раствора соли
- Электролиз раствора гидроксида натрия
- Электролиз раствора сульфата цинка
- Задачи к разделу Электролиз солей
- 📸 Видео
Видео:Электролиз расплавов и растворов. 10 класс.Скачать
We are checking your browser. gomolog.ru
Видео:Электролиз. Часть 2. Уравнения электролиза расплавов и растворов.Скачать
Why do I have to complete a CAPTCHA?
Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.
Видео:Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать
What can I do to prevent this in the future?
If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.
If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.
Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.
Cloudflare Ray ID: 6e27aeefef5a973d • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare
Видео:Часть 3-2. Электролиз водных растворов. Примеры решений уравнений (подробно).Скачать
Расчеты массы веществ и составление уравнений электродных процессов при электролизе растворов электролитов
Видео:Электролиз растворов. 3 часть. 10 класс.Скачать
Расчет массы гидроксида калия, образовавшегося при электролизе раствора фосфата калия
Задача 199.
Сколько граммов KOH образуется у катода при электролизе раствора K3PO4 если на аноде выделилось 11,2 л кислорода?
Решение:
Уравнение диссоциации соли:
Стандартный электродный потенциал системы К + + 1ē = К 0 (-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):
На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов ОН — , приводящее к выделению кислорода:
поскольку отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+0,54 В) значительно ниже, чем стандартный электродный потенциал (+1,23 В), характеризующий систему: 2Н2О — 4ē = О2↑ + 4Н + .
Уравнения электродных процессов:
К(-): 2|(–)2H2O + 2ē → H2↑ + 2OH — (в растворе: K⁺, 2OH⁻);
А(+): 1|(+)2H₂O – 4ē → 4H + + O2↑ (В растворе: 4H + , PO4 3- ).
Сложив уравнения электродных процессов на катоде и аноде, получим полное ионно-молекулярное уравнение электролиза соли К3РО4:
После приведения равенства получим молекулярное уравнение электролиза:
С учетом того, что диссоциация соли фосфата калия в растворе протекает полностью, запишем молекулярное уравнение реакции её электролиза, получим:
Из уравнения электролиза К3РО4 вытекает, что на 1 моль О2 образуется 3 моль КОН, т.е. n(O2) = 3n(KOH).
Находим количество выделившегося кислорода, получим:
n(KOH) = 3n(O2) = 0,5 • 3 = 1,5 моль.
m(KOH) = n(KOH)•M(KOH) = 1,5 • 56 = 84 г.
Ответ: m(KOH) = 84 г.
Видео:Электролиз расплавов и растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать
Расчет количество вещества меди, перешедшего в раствор с анода при электролизе сульфата меди (II)
Задача 200.
При электролизе водного раствора сульфата меди (II) с медным анодом масса катода увеличилась на 3,2 г. Какое количество вещества меди перешло в раствор с анода?
Ответ: 0,05 моль.
Решение:
Уравнение диссоциации сульфата меди:
Стандартный электродный потенциал системы: Cu 2+ + 2ē ⇔ Cu 0 (+0,34 В) значительно положительнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление ионов меди: Cu 2+ + 2ē ⇔ Cu 0 .
На аноде будет происходить электрохимическое окисление меди – материала анода, поскольку, отвечающий системе:
Cu 0 — 2ē ⇔ Cu 2+ (+0,34 В) значительно ниже 2SO4 2- + 2ē ⇔ S2O8 2- (+2,01 В). Ионы SO4 2- , движущиеся к аноду, будут накапливаться в анодном пространстве. Таким образом, на аноде будет происходить растворение меди — материал анода, а на катоде – отложение чистой меди.
Уравнения электродных процессов:
А(+): Cu 0 — 2ē ⇔ Cu 2+
К(-): Cu 2+ + 2ē ⇔ Cu 0
Суммарное уравнение катодного и анодного процессов будет иметь вид:
2Cu 0 + Cu 2+ = Cu 2+ + Cu 0
анод катод
Таким образом, при электролизе CuSO4 на катоде будет наблюдаться выделение чистой меди, на аноде — растворение медного электрода (медь анода будет переходить в раствор в виде ионов Cu 2+ ). Значит, nкатод(Cu) = nанод(Cu)
nкатод(Cu) = nанод(Cu) = m(Cu)/M(Cu) = 3,2/64 = 0,05 моль.
Ответ: 0б5 моль.
Расчет массы металла и объема газа, выделившихся при электролизе раствора соли
Задача 201.
Через растворы NiSO4 и Pb(NO3)2 пропускали одно и то же количество электричества. На одном из катодов выделилось 25,9 г свинца. Сколько граммов никеля выделилось на другом катоде? Какой газ и в каком объеме, измеренном при нормальных условиях, выделился на каждом из электродов?
Решение:
М(Ni) = 58,6934 г/моль;
M(Pb) = 207,2 г/моль;
m(Pb) = 25,9 г;
m(Ni) = ?
V(H2) = ?
V(O2) = ?
Для никеля и свинца, как металлов со средней химической активностью, расположенных в ряду активности после алюминия, на катоде происходят одновременно две
реакции – образование водорода и выделение металла.
Так как NiSO4 и Pb(NO3)2 являются кислородсодержащими кислотами, то на аноде будет происходить окисление воды с выделением кислорода.
Схемы электродных процессов электролиза водных растворов солей NiSO4 и Pb(NO3)2 выглядят следующим образом:
Суммарное ионно-молекулярное уравнение:
После приведения членов, получим:
Суммарное молекулярное уравнение:
Суммарное ионно-молекулярное уравнение:
После приведения членов, получим:
Суммарное молекулярное уравнение:
Из суммарных уравнений процессов электролизов солей вытекает, что при электролизе водных растворов NiSO4 и Pb(NO3)2 при пропускании через их растворы одного и того же количества электричества, на катодах будет выделяется метал и водород, на анодах — кислород, в равных количествах.
n(Pb) = n(Ni) = n(H2) = n(O2)
n(Pb) = m(Pb)/M(Pb) = 25,9/207,2 = 0,125 моль.
m(Ni) = n(Ni) • M(Ni) = 0,125 • 58,6934 = 7,3 г.
V(H2) = n(H2) • Vm = 0,125 • 22,4 = 2,8 л.
V(O2) = V(H2) = 2,8 л.
Ответ: m(Ni) = 7,3 г; V(H2) = 2,8 л; V(O2) = 2,8 л.
Электролиз раствора гидроксида натрия
Задача 202.
При электролизе водного раствора NaOH, через Pt-электроды пропустили ток, силой 3 А. Напишите уравнения электродных реакций. Рассчитайте объемы газов, выделившихся на электродах за 3 часа (н. у.).
Решение:
Электродные процессы:
на катоде: 2|2Н2О + 2ē = Н2↑ + 2ОН − ;
на аноде: 1|2Н2О — 4ē = О2↑ + 4Н + .
Суммарное уравнение процесса получим, умножив уравнение на катоде на два и, сложив его с анодным уравнением:
6Н2О = 2Н2↑ + 4ОН − + О2↑ + 4Н + .
у катода у анода
При вычислении объёмов выделившихся газов представим уравнение Фарадея в следующем виде:
Здесь V – объём выделившегося газа, л;
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.
V(H2) = 11,2•3•10800/96500 = 3,76 л;
V(О2) = 5,6•3•10800/96500 = 1,88 л.
Электролиз раствора сульфата цинка
Задача 203.
Какие реакции протекают на электродах при электролизе раствора сульфата цинка: а) с графитовым анодом; б) с цинковым анодом.
Решение:
а) электролиз раствора сульфата цинка с графитовым анодом
1-й вариант электролиза раствора сульфата цинка с графитовым анодом
Для цинка, как металла со средней химической активностью, расположенного в ряду активности после алюминия, на катоде происходят одновременно две
реакции – образование водорода и выделение металла.
Так как ZnSO4 является кислородсодержащей кислотой, то на аноде будет происходить окисление воды с выделением кислорода.
Схемы электродных процессов электролиза раствора ZnSO4 выглядят следующим образом:
ZnSO4 = Zn 2+ + SO4 2- (диссоциация соли)
К(-): 1|Zn 2+ + 2ē = Zn 0
1|2Н2О + 2ē = Н2↑ + 2ОН —
А(+): 1|2Н2О — 4ē = О2↑ + 4Н +
Суммарное ионно-молекулярное уравнение:
После приведения членов, получим:
Суммарное молекулярное уравнение:
Таким образом, при электролизе раствора сульфата цинка с угольным электродом на катоде будет наблюдаться выделение газообразного водорода и металлического цинка, а на аноде будет наблюдаться выделение газообразного кислорода.
Выводы:
1) В случае электролиза водного раствора ZnSO4 одновременно протекают два процесса:
2-й вариант электролиза раствора сульфата цинка с графитовым анодом
Рассмотрим альтернативное протекание электролиза водного раствора ZnSO4.
Замечено, что в растворе есть гидроксид-ионы (ОН — ), но в предыдущей записи электродных процессов для них нет противоионов. Следовательно, нужно добавить в раствор (Zn 2+ ). Так как удвоилось количество ионов цинка, необходимо удвоить и количество сульфат-ионов:
К(-): Zn 2+ + 2ē = Zn 0
2Н2О + 2ē = Н2↑ + 2ОН —
Zn 2+ (в растворе)
А(+): 2Н2О — 4ē = О2↑ + 4Н +
2SO4 2- (в растворе)
Складываем левые и правые части катодных и анодных процессов получим суммарное ионно-молекулярное уравнение:
Zn 2+ + 2H2O + Zn 2+ + + 2H2O + 2SO4 2- = Zn 0 + Zn 2+ + Н2↑ + + 2ОН — + О2↑ + 2SO4 2- + 4Н + .
Соединяем катионы и анионы и записываем итоговое уравнение электролиза, получим:
Выводы:
1) В случае электролиза водного раствора ZnSO4 одновременно протекают два процесса:
Таким образом, при электролизе раствора сульфата цинка с угольным электродом на катоде будет наблюдаться выделение газообразного водорода, металлического цинка и гидроксида цинка, а на аноде будет наблюдаться выделение газообразного кислорода.
б) электролиз раствора сульфата цинка с цинковым анодом
На катоде так же как и при электролизе раствора ZnSO4 с угольным электродом происходят одновременно две реакции – образование водорода и выделение металла, а ионы цинка Zn2+, приходящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к нему части раствора (катодное пространство).
На аноде будет происходить электрохимическое окисление цинка – материала анода, поскольку, отвечающий системе: Zn 0 + 2ē ⇔ Zn 2+ (-0,76 В) значительно ниже системы:
S2O8 2- +2ē =2SO4 2- (+2,01 В).
Сульфат-ионы, движущиеся к аноду, будут накапливаться в анодном пространстве.
Таким образом, на аноде будет происходить растворение цинка — материал анода, а на катоде – выделение газообразного водорода и малорастворимого соединения Zn(OH)2 [Zn 2+ + 2OH — = Zn(OH)2].
Уравнения электродных процессов:
К(-): 1|Zn 2+ + 2ē = Zn 0
1|2Н2О + 2ē = Н2↑ + 2ОН —
A(+): 2|Zn 0 — 2ē = Zn 2+
Суммарное ионно-молекулярное уравнение:
Zn 2+ + 2H2O + 2Zn 0 = Zn 0 + Н2↑ + 2OH — + Zn 2+
у катода у анода
После приведения равенства, получим:
2H2O + Zn 0 = Н2↑ + 2OH — + Zn 2+ (ионно-молекулярная форма);
2H2O + Zn 0 = Н2↑ + Zn(ОН2 (молекулярная форма).
Таким образом, при электролизе ZnSO4 с цинковым анодом на катоде будет наблюдаться выделение газообразного водорода и в осадок выпадает гидроксид цинка, на аноде будет происходить растворение материала анода (цинк).
Видео:Все об электролизе и задании 20 за 20 минут | Химия ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать
Задачи к разделу Электролиз солей
В данном разделе представлены задачи по теме Электролиз: составление уравнений электродных реакций, протекающих при электролизе, расчеты с применением законов Фарадея.
Задача 1. Составьте уравнения электродных реакций, протекающих при электролизе с нерастворимыми анодами: а) MgCl2; б) MgCl2 и ZnSO4. Рассчитайте, сколько выделится хлора в литрах (н. у.) при пропускании тока силой 5А в течение 3 ч.
Решение.
Переведем часы в секунды: t = 3 ч = 10800 с
V = 11,2∙5∙10800/96500 = 6,3 л.
Составим уравнения электродных реакций, протекающих при электролизе:
MgCl2 расплав
К: Mg 2+ + 2e → Mg 0
A: 2Cl — — 2e → Cl2 0
MgCl2 раствор
К: 2H2O + 2e → H2 0 + 2OH —
A: 2Cl — — 2e → Cl2 0
MgCl2 и ZnSO4растворы
К: 2H2O + 2e → H2 0 + 2OH —
A: 2Cl — — 2e → Cl2 0
Задача 2. Составьте уравнения электродных реакций, протекающих при электролизе раствора CuSO4 с растворимым медным анодом и нерастворимым графитовым анодом. Рассчитайте, сколько растворится меди на аноде при пропускании тока силой 10 А в течение 3 ч.
Решение.
Применим II закон Фарадея
ЭCu = 64/2 = 32 г/моль
m =32∙10∙3∙3600/96500 = 35,8 г
E 0 (Cu 2+ /Cu) = 0,34 В
Растворимый медный анод:
На катоде возможно восстановление меди и воды. Но потенциал меди имеет более положительное значение, чем потенциал восстановления воды (E 0 (H2O/H + ) = -0,41 В), поэтому на катоде будет восстанавливаться медь. На аноде также возможно окисление меди или воды и, т.к. потенциал меди имеет меди имеет меньшее значение, чем потенциал окисления воды (E 0 (H2O/O2) = 0,82 В), то на аноде будет окисляться медь:
К: Cu 2+ + 2e = Cu 0
A: Cu 0 – 2e = Cu 2+
Cu 2+ + Cu 0 = Cu 0 + Cu 2+
Инертный нерастворимый анод:
Соль состоит из катиона неактивного металла и аниона кислородсодержащей кислоты. В этом случае на катоде происходит восстановление меди, а на аноде окисление воды:
K: Cu 2+ + 2e — = Cu
A: 2H 2 O -4e — = O 2 + 4H +
Задача 3. При электролизе соли трехвалентного металла ток силой в 3 А в течение 2 часов выделил на катоде 4,18 г металла. Определите, какой это металл. Напишите уравнения катодного и анодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза расплава и водного раствора карбоната натрия с платиновым анодом.
Решение.
По закону Фарадея:
Подставим значения
М = 4,18∙3∙96500/(3∙2∙3600) = 56 г/моль
Молярную массу равную 56 г/моль имеет атом железа
Напишем уравнения катодного и анодного процессов:
Платиновый анод – инертный, поэтому он не будет участвовать в процессе.
Na2CO3– соль, образованная катионом активного металла и аниона кислородсодержащей кислоты, поэтому, в случае раствора, в обоих процессах будет участвовать вода:
К: 2H2O + 2e → H2 0 + 2OH —
А: 2 H 2 O — 4 e → O2 0 + 4 H +
К: Na + + e → Na 0
А : 2CO 3 2- — 4e — → 2CO2 + O 2
Задача 4. При рафинировании меди током 4,5 А за 1,5 часа выделяется 7,5 г меди. Рассчитайте выход по току. Напишите уравнения катодного и анодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза водного раствора Pb(NO3)2: а) с угольным анодом; б) со свинцовым анодом.
Решение.
Применим закон Фарадея с учетом выхода по току:
Э(Cu) = 64/2 = 32 г/моль
Составим уравнения катодного и анодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза водного раствора Pb(NO3)2:
Pb(NO3)2— соль, образованная катионом неактивного металла и аниона кислородсодержащей кислоты, поэтому
а) с угольным анодом
К: Pb 2+ + 2e → Pb 0
А: 2 H 2 O — 4 e → O 2 0 + 4 H +
2Pb 2+ + 2H2O → 2Pb 0 + O2 0 + 4H +
В прикатодном пространстве накапливается азотная кислота.
б) со свинцовым анодом
К: Pb 2+ + 2e → Pb 0
А: Pb 0 — 2 e → Pb 2+
Pb 2+ + Pb 0 → Pb 0 + Pb 2+
Задача 5. Найдите объем водорода, который выделится при пропускании тока силой в 5 А в течение 3,5 ч через водный раствор серной кислоты. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза раствора Н2SО4 с инертным анодом.
Решение.
Применим II закон Фарадея
V = 11,2∙5∙3,5∙3600/96500 = 7,3 л
Напишим уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза раствора Н2SО4 с инертным анодом:
К: 2H + + 2e → H2 0
А: 2 H 2 O — 4 e → O 2 0 + 4 H +
Таким образом, при электролизе серной кислоты с инертными анодами происходит разложение воды.
Задача 6. При электролизе одного из соединений олова ток силой в 2,5А за 20 мин выделил на электродах металл массой 0,9 г. Чему равна валентность олова в этом соединении. Какие продукты могут быть получены при электролизе раствора SnSO4 с графитовыми электродами.
Решение.
По закону Фарадея:
Следовательно, валентность олова z = 4
SnSO4 — соль, образованная катионом неактивного металла и аниона кислородсодержащей кислоты, поэтому в процессе будут участвовать Sn и H2O.
Электроды инертные, поэтому в процессах участия не принимают:
К: Sn 2+ + 2e → Sn 0
А: 2 H 2 O — 4 e → O 2 0 + 4 H +
2Sn 2+ + 2H2O → 2Sn 0 + O2 0 + 4H +
В прикатодном пространстве накапливается серная кислота.
Задача 7. Сколько времени потребуется на электролиз раствора KCl при силе тока 5 А, чтобы выделить хлор объемом 11,2 л (н.у.), если выход по току составляет 90%? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза.
Решение
Применим закон Фарадея, учитывая при этом выход по току:
t =11,2∙96500∙2/(0,9∙22,4∙5∙3600) = 5,95 ч
KCl — соль, образованная катионом активного металла и аниона бескислородной кислоты, поэтому в катодном процессе участвует вода, а в анодном – хлор:
К: 2H2O + 2e → H2 0 + 2OH —
А: 2 Cl — — 2 e → Cl 2 0
📸 Видео
Электролиз. 10 класс.Скачать
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать
Электролиз растворов. 2 часть. 10 класс.Скачать
Как писать уравнения электролиза? | Химия ЕГЭ 2022 | УмскулСкачать
Часть 3-1. Электролиз расплава. Решаем примеры уравнений (подробно).Скачать
Электролиз расплавов и растворов солей.Теория для задания 22 ЕГЭ по химииСкачать
Химия ЕГЭ 2019. Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот). ТеорияСкачать
91. Электролиз. Задачи (часть 2)Скачать
Химия / 9 класс / ЭлектролизСкачать
Гальванические элементы. 1 часть. 10 класс.Скачать
Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.Скачать
ХИМИЯ 11 класс : Электролиз растворовСкачать
