Уравнение электролиза ca no3 2

Задача 688.
Написать уравнения электродных процессов, протекающих при электролизе водных растворов ВаСI₂ и РbNO₃)₂ с угольными электродами.
Решение:
а) электролиз водного раствора ВаСI₂

ВаСI₂ – соль активного металла и кислородной кислоты. Стандартный электродный потенциал системы: Ba 2+ = 2 Ba(-2,90 В) значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением газообразного водорода:

2H₂O + 2 ⇔ H₂↑ + 2ОH —

На аноде будет происходить электрохимическое окисление хлора, стандартный потеннциал которого (+1,36 В) выше, чем воды (+1,23 В). Хлор будет окисляться, потому что наблюдается значительное перенапряжение процесса окисления воды, материал анода оказывает тормозящее воздействие на его протекание:

2Cl — — 2 = 2Cl*
Cl* + Cl* = Cl₂

Сложив уравнения катодного и анодного процессов, получим суммарное уравнение:

Таким образом, при электролизе водного раствора хлорида бария одновременно с выделением газообразного водорода (катод) и газообразного хлора (анод), образуется гидроксид бария (катодное пространство).

б) электролиз водного раствора Рb(NO₃)₂

Рb(NO₃)₂ – соль средней активности металла и кислородной кислоты, которая в водном растворе диссоциирует по схеме:

Стандартный электродный потенциал электрохимической системы Pb 2+ /Pb (-0,13В) положительнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В) незначительно. Поэтому на катоде будет выделяться свинец 0 (2H + /H₂) > 0 (Pb 2+ /Pb):

Pb2+ + 2 ⇔ Pb 0

На аноде будет происходить электрохимическое окисление воды, приводящее к выделению кислорода:

2H₂O — 4 = O₂↑ + 4H +

Ионы NO₃ -, движущиеся при гидролизе к аноду, будут накапливаться в анодном пространстве. Умножим уравнение катодного процесса на два и сложим его с уравнением анодного процесса, получим суммарное уравнение:

2Pb 2+ + 2H₂O = 2Pb + O₂↑ + 4H +
у катода у анода

Приняв во внимание, что одновременно происходит накопление ионов NO₃ — в анодном пространстве, суммарное уравнение процесса можно записать в следующей форме:

Таким образом, при электролизе водного раствора соли нитрата свинца одновременно с выделением свинца (катод) и газообразного кислорода (анод), образуется азотная кислота (анодное пространство).

Задача 689.
Написать уравнения электродных процессов, протекающих при электролизе водных растворов FeCl₃ и Са(NO₃)₂ с инертным анодом.
Решение:
а) Электролиз водного раствора FeCl₃

В водном растворе соль FeCl₃ диссоциирует по схеме: FeCl₃ ⇔ Fe 3+ + 3Cl — . Стандартный электродный потенциал системы Fe 3+ + 3 = Fe 0 (-0,04 В) положительнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление ионов Fe3+:

Fe 3+ + 3 = Fe 0

На аноде будет происходить электролитическое окисление ионов хлора с образованием свободных атомов хлора, которые, соединяясь друг с другом, образуют молекулу хлора:

2Cl — — 2 = 2Cl*
Cl* + Cl* = Cl₂

Сложим, предварительно умножив уравнение катодного процесса на два и на три уравнения анодного процессов, получим суммарное уравнение:

2Fe 3+ + 6Cl — = 2Fe + 3Cl₂

При электролизе FeCl₃ в водном растворе с инертными электродами образуются металлическое железо, и выделяется газообразный хлор.

б) Электролиз водного раствора Са(NO₃)₂

Са(NO₃)₂ в водном растворе диссоциирует по схеме:

Стандартный электродный потенциал системы Ca 2+ + 2 = Ca (-2,87 В) значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением газообразного водорода:

2H₂O + 2 ⇔ H₂↑ + 2ОH — ,

а ионы кальция Са 2+ , приходящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к нему части раствора (катодное пространство). На аноде будет происходить электрохимическое окисление воды, приводящее к выделению кислорода:

2H₂O — 4 ⇔ O₂↑ + 4ОH —

Иионы NO₃ — на аноде разряжаться не будут, а будут накапливаться в анодном пространстве.

Умножив уравнение катодного процесса на два, и сложив, его с уравнением анодного процесса получим суммарное уравнение электролиза:

Приняв во внимание, что одновременно происходить накопление ионов кальция в катодном пространстве и нитрат-ионов в анодном пространстве, суммарное уравнение процесса можно записать в следующей форме:

Молекулярная реакция после приведения членов, получим:

Таким образом, при электролизе раствора соли нитрата кальция одновременно с выделением водорода и кислорода образуется гидроксид кальция (в катодном пространстве) и азотная кислота (в анодном пространстве).

Видео:уравнения электролизаСкачать

Лекция на тему: «Электролиз»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Лекция тема: «Электролиз»

Изучив тему, следует:

знать сущность процесса электролиза и основные способы его применения

иметь представление об отличии электролиза расплава от электролиза раствора

уметь записывать процессы электролиза, происходящие на катоде и аноде в расплаве;

записывать процессы электролиза, происходящие на катоде и аноде в растворе;

составлять уравнения реакции электролиза

С процессом электролиза познакомимся на примере раствора хлорида меди ( II ) CuCI ₂

на катион меди Cu 2+ и анион кислотного остатка 2 CI —

При пропускании постоянного электрического тока через раствор, катионы меди Cu 2+ движутся к катоду « — » (катод) , а анионы хлора 2 CI — к аноду « + » (анод)

катионы меди движутся к катоду: Cu 2+ → « — » (катод)

анионы хлора движутся к аноду: 2 CI — → « + » (анод)

(-) Катод — отрицательный электрод с избытком электронов на его поверхности,

ионы меди Cu 2+ присоединяют электроны с катода: Cu 2+ + 2ē → Cu 0

(+) Анод — положительный заряженный электрод. У анода недостаток электронов,

поэтому анод втягивает в себя электроны от отрицательно заряженных ионов хлора :

Следовательно, электролиз – это окислительно — восстановительный процесс

Электролиз — это окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах, если через раствор или расплав электролита пропускать постоянный электрический ток

Отличие электролиза расплава от электролиза раствора

При расплавлении соли или щелочи, как и при растворении, распадаются на ионы

Схема электролиза расплавленного хлорида натрия: NaCI → Na + + CI —

На катоде (-) : Na + + 1ē → Na 0 2

Восстанавливаются ионы натрия в нейтральные атомы, то есть образуется металлический натрий.

Окисляются хлорид — ионы в нейтральную молекулу хлора.

Уравнение реакции процесса электролиза хлорида натрия NaCI :

Схема электролиза расплавленного гидроксида натрия: NaOH → Na + + OH —

Процесс восстановления на катоде (-) : Na + + 1ē → Na 0 4 окислитель

Восстанавливаются ионы натрия в нейтральные атомы, то есть образуется металлический натрий.

Процесс окисления на аноде (+) : OH — — 1ē → OH 0 4 OH 0 → 2 H ₂ O + O ₂ ↑ 1 восстановитель

Окисляются гидроксид — ионы в нейтральные группа.

Эти группы неустойчивы, разлагаются с образованием воды и кислорода.

Уравнение реакции процесса электролиза гидроксида натрия Na ОН:

Электролиз водных растворов

При электролизе водных растворов в реакции могут участвовать ионы водорода и гидроксид — ионы, которые образуются в результате диссоциации воды: H ₂ O ↔ Н + + ОН —

В результате этого у катода накапливаются катионы электролита и ионы Н + ,

а у анода — анионы электролита и ионы ОН — .

Какие же ионы будут восстанавливаться на катоде и окисляться на аноде?

Процессы, происходящие на катоде:

Катионы металлов, имеющих малый стандартный электродный потенциал

( Li + K + Ca 2+ Na + Mg 2+ AI 3+ включительно), не восстанавливаются на катоде, а вместо них восстанавливаются молекулы воды. На катоде выделяется водород из воды

2. Катионы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов от марганца до водорода

( Mn 2+ Zn 2 Cr 3+ Fe 2+ Ni 2+ Sn 2+ Pb 2+ H + ), при электролизе растворов восстанавливаются одновременно с молекулами воды

3. Катионы металлов, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода

( Cu 2+ Hg 2+ Ag + ), практически полностью восстанавливаются на катоде

Процессы, происходящие на аноде:

Характер реакций, протекающих на аноде, зависит как от присутствия воды, так и от вещества, из которого сделан анод. Аноды подразделяются на нерастворимые в воде (изготавливаются из угля, графита, платины, иридия) и растворимые в воде (из меди, серебра, цинка, никеля и других металлов).

На нерастворимом аноде в процессе электролиза следует руководствоваться

рядом разряженности на аноде

1. Анионы бескислородых кислот и их солей ( F — CI — Br — I — S 2- CN — и т.п.) удерживают электроны слабее иона ОН — воды, поэтому при электролизе водных растворов солей бескислородных кислот окисляются анионы бескислородных кислот.

2. Анионы кислородсодержащих кислот ( NO ₃ — SO ₃ 2- SO ₄ 2- CO ₃ 2- PO ₄ 3- ) удерживают свои электроны более прочно, чем ионы ОН — , поэтому при электролизе водных растворов солей кислородсодержащих кислот окисляется молекула воды, а анионы соли остаются без изменения.

Первая группа металлов до алюминия

а) Электролиз раствора нитрата кальция

Ca ( NO ₃ ) ₂ — соль с кислород c одержащим кислотным остатком

Катионы кальция Ca 2+ расположены в ряду стандартных электродных потенциалов до алюминия, следовательно, на катоде разряжаются ионы водорода Н + воды,

а на аноде разряжаются ионы ОН — , так как ионы NO ₃ — удерживают свои электроны более прочно, чем ионы ОН — воды

В растворе находятся положительные ионы: Ca 2+ и Н + отрицательные ионы: NO ₃ — и ОН —

Процесс восстановления на катоде «-» 2 H ₂ O + 2ē → H ₂ 0 ↑ + 2ОН — 4 ǀ 2 окислитель

Процесс окисления на аноде «+» 2 H ₂ O — 4ē → O ₂ ↑ + 4Н + 2 ǀ 1 восстановитель

выписываются все продукты реакции с катода, анода и из катодного и анодного пространства

б) Электролиз раствора иодида кальция CaI ₂ — соль с бескислородным кислотным остатком

CaI ₂ — электролит диссоциирует на CaI ₂ ↔ Ca 2+ + 2 I —

вода диссоциирует H ₂ O ↔ Н + + ОН —

Катионы кальция Ca 2+ расположены в ряду стандартных электродных потенциалов до алюминия, следовательно, на катоде разряжаются ионы водорода Н + воды, а на аноде — ионы йода I — так как они слабее удерживают свои электроны, чем ионы ОН — воды

Процесс восстановления на катоде «-» 2 H ₂ O + 2ē → H ₂ 0 ↑ + 2ОН — 2 ǀ 1 окислитель

В катодном пространстве накапливаются: Са 2+ + 2ОН — → Са(ОН) ₂

Процесс окисления на аноде «+» 2 I — — 2ē → I ₂ ↓ 2 ǀ 1 восстановитель

В анодном пространстве накопления молекул нет , так как кислотный остаток бескислородный и только он окисляется на аноде

выписываются все продукты реакции с катода, анода и из катодного и анодного пространства

Вторая группа металлов от алюминия до водорода:

а) Электролиз раствора сульфата никеля NiSO ₄

NiSO ₄ соль с кислород c одержащим кислотным остатком

— электролит диссоциирует на NiSO ₄ ↔ Ni 2+ + SO ₄ 2-

Вода диссоциирует H ₂ O ↔ Н + + ОН —

Катионы никеля — Ni 2+ расположены в ряду стандартных электродных потенциалов от марганца до водорода, следовательно, они восстанавливаются одновременно с ионами водорода Н + воды, а на аноде разряжаются ионы ОН — воды, так как ионы SO ₄ 2- удерживают свои электроны более прочно, чем ионы ОН — воды

В растворе находятся положительные ионы: Ni 2+ и Н + отрицательные ионы: SO ₄ 2- и ОН —

Процесс восстановления на катоде «-» 2 H ₂ O + 2ē → H ₂ 0 ↑ + 2ОН —

идут параллельно оба процесса восстановления Ni 2+ + 2ē → Ni 0 ; 4 ǀ 1

В катодном пространстве накапливаются: Ni 2+ + 2ОН — → Ni (ОН) ₂

Процесс окисления на аноде «+» 2 H ₂ O — 4ē → O ₂ ↑ + 4Н + 4 ǀ 1

В анодном пространстве накапливаются : 2Н + + SO ₄ 2- ↔ Н ₂ SO ₄

выписываются все продукты реакции с катода, анода и из катодного и анодного пространства

В растворе идет диссоциация нейтральных молекул до тех пор, пока все нейтральные молекулы не распадутся на ионы: Ni (ОН) ₂ + 2Н ₂ SO ₄ → NiSO ₄ + 2 H ₂ O

б) Электролиз раствора хлорида никеля ( II ) NiCI ₂

Катионы никеля — Ni 2+ расположены в ряду стандартных электродных потенциалов от марганца до водорода, следовательно, они восстанавливаются одновременно с ионами водорода Н + воды, а на аноде — ионы хлора CI — так как они слабее удерживают свои электроны, чем ионы ОН — воды: В растворе находятся положительные ионы : Ni 2 + и Н + отрицательные ионы: CI — и ОН —

Процесс восстановления на катоде «-» 2 H ₂ O + 2ē → H ₂ 0 ↑ + 2ОН —

идут параллельно оба процесса восстановления Ni 2+ + 2ē → Ni 0 4 ǀ 2

В растворе у катода: Ni 2+ + 2ОН — → Ni (ОН) ₂

Процесс окисления на аноде «+» 2 CI — — 2ē → CI ₂ ↑ 2 ǀ 1

В катодном пространстве накапливаются Ni (ОН) ₂

Таким образом, при электролизе раствора NiCI ₂ получаем продукты реакции:

Третья группа металлов от водорода:

Электролиз раствора нитрата ртути ( II ) Hg ( NO ₃ ) ₂

Катионы ртути Hg 2+ расположены в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода, следовательно, они полностью восстанавливаются на катоде, а на аноде разряжаются ионы ОН — воды.

катод «-» Hg 2+ + 2ē → Hg 0

анод «+» 2 H ₂ O — 4ē → O ₂ ↑ + 4Н + ; Н + + NO ₃ — ↔ Н NO ₃

Все рассмотренные случаи электролиза относятся к нерастворимому аноду, который изготавливается из угля, графита, платины, иридия.

Если анод будет растворим ( Cu Ag Zn Cd Hg Ni и др.) при электролизе водного раствора окисляется анод. Например: при электролизе водный раствор CuCI ₂ анод будет медным, то хлорид — ионы не окисляются (растворяется анод):

CuCI ₂ ↔ Cu 2+ + 2 CI — H ₂ O ↔ Н + + ОН —

катод «-» Cu 2+ + 2ē → Cu 0

анод «+» Cu 0 — 2ē → Cu 2+

Здесь происходит переход меди с анода на катод. Количество хлорида меди в растворе остается неизменным.

Электролиз с растворимым анодом широко применяется для получения металлов высокой чистоты.

Электролиз применяется при получении активных металлов ( K Na Ca Mg AI ), некоторых активных неметаллов ( CI ₂ F ₂ ), а также сложных веществ ( NaOH KOH KCIO ₃ ). Электролизом пользуются для покрытия металлических предметов никелем, хромом, цинком, оловом, золотом и т.д.

Продукты электролиза водных растворов электролитов

Щелочи, кислородсодержащие кислоты, соли кислородсодержащих кислот и активных металлов

H ₂ 0 ↑ и O ₂ ↑ так как разлагается только вода

Бескислородные кислоты и их соли бескислородных кислот и активных металлов

H ₂ 0 ↑ S галогены и др.

Соли бескислородных кислот и малоактивных металлов ( Cu Hg Ag Pt Au ), а также металлов со средней активностью ( Co Ni Cr Sn )

Металлы и галогены, а при большей концентрации ионов Н + может выделяться H ₂ 0 ↑

Соли кислородсодержащих кислот и малоактивных металлов ( Cu Hg Ag Pt Au ), а также металлов со средней активностью

Металл и O ₂ ↑, а при большей концентрации

1. Защита металлических изделий от коррозии электролизом получила название гальваностегией. Защищая от коррозии, гальванические покрытия придают предметам красивый декоративный вид.

2. Другая отрасль электрохимии названа гальванопластикой — это получение точных металлических копий с различных предметов. Эта отрасль открыта русским ученым Б.С. Якоби (1838).

3. Получение химически активных металлов: щелочных, щелочноземельных, алюминия, лантаноидов и др., а также для очистки некоторых металлов от примесей.

Самостоятельная работа №1

1) В чем отличие электролиза расплава от электролиза раствора?

2) Почему в первую очередь на аноде разряжаются бескислородные ионы кислот, а не кислородсодержащие?

3) Какие металлы в первую очередь разряжаются на катоде, стоящие в ряду напряжения металлов, до водорода или после?

4) Какие катионы металлов никогда не разряжаются в растворе?

5) Где применяется электролиз?

1) Составьте схемы электролиза водных растворов:

а) сульфата меди ( II ) б) хлорида магния в) нитрата калия г) серной кислоты д) гидроксида натрия

2) Составьте схемы расплавов: а) гидроксида калия б) хлорида натрия

Самостоятельная работа №2 (расчетные задачи)

1. При электролизе раствора хлорида меди ( II ) масса катода увеличилась на 8 г.

Какой газ выделился, рассчитайте его массу и объём (н.у.)?

2. При электролизе водного раствора нитрата серебра ( I ) выделилось 5, 6 л газа.

Сколько граммов металла отложилось на катоде?

3. При электролизе водного раствора хлорида калия образовалось 112 кг гидроксида калия.

Какие газы выделились и каков их объём (н.у.)?

4 * Определите объём хлора (н.у.), который выделится на аноде при полном электролизе 200 г 10% раствора хлорида калия.

5 * При электролизе раствора нитрата свинца ( II ) на аноде выделилось 11, 2 л газа.

Сколько свинца получилось за это время, если его выход составляет 80%?

Видео:Электролиз. 10 класс.Скачать

Какие процессы протекают на электродах при электролизе: 1) раствора нитрата кальция. 2) раствора хлорида хрома.

Видео:Электролиз раствора соли нитрата меди Cu(NO3)2 | Схема электролиза солиСкачать

Ваш ответ

Видео:Как писать уравнения электролиза? | Химия ЕГЭ 2022 | УмскулСкачать

решение вопроса

Видео:Электролиз. задание 29 пример 1Скачать

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,299
• гуманитарные 33,630
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,256
• разное 16,836

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

📺 Видео

KF + Ca(NO3)2 ➝ KNO3 + CaF2 Реакции ионного обмена Сокращенная ионная форма ХИМИЯ ЕГЭ ОГЭ 8 классСкачать

Электролиз. Часть 2. Уравнения электролиза расплавов и растворов.Скачать

ЭлектролизСкачать

Получение нитрата меди(Cu(NO3)2)Скачать

Гидролиз солей. 9 класс.Скачать

ОВР и Метод Электронного Баланса — Быстрая Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Гальванические элементы. 1 часть. 10 класс.Скачать

Часть 3-2. Электролиз водных растворов. Примеры решений уравнений (подробно).Скачать

ХИМИЯ 11 класс : Электролиз растворовСкачать

Составление ур-й окислительно-восст. реакций методом ионно-электронного баланса. 1ч. 10 класс.Скачать

Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз растворов. 3 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз. Решение задач. 2 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз расплавов и растворов. 10 класс.Скачать

Задание ЕГЭ №20. Электролиз расплавов и растворов.Скачать