Уравнение электролиза расплава сульфата меди

Содержание
  1. Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ
  2. Электролиз расплавов оксидов
  3. Электролиз расплавов оснований
  4. Электролиз расплавов солей
  5. 1. Электролиз расплава хлорида меди (II).
  6. 2. Электролиз расплава хлорида калия:
  7. Электролиз растворов
  8. 1. На аноде могут образовываться следующие продукты:
  9. 2. На катоде могут образовываться следующие продукты:
  10. Пример: Электролиз водного раствора нитрата серебра на инертных электродах
  11. Пример: Электролиз водного раствора хлорида меди на инертных электродах
  12. Пример: Электролиз водного раствора хлорида магния на инертных электродах
  13. Пример: Электролиз водного раствора сульфата меди на инертных электродах
  14. Пример: Диссоциация сульфата калия в водном растворе:
  15. Электролиз расплава гидроксида натрия
  16. Закон Фарадея
  17. Гидролиз неорганических соединений
  18. Алгоритм написания уравнений реакций гидролиза соли слабой кислоты и силиного основания
  19. Алгоритм написания уравнений реакций гидролиза соли сильной кислоты и слабого основания
  20. Алгоритм написания уравнений реакций гидролиза соли слабой кислоты и слабого основания
  21. Алгоритм написания уравнений реакций гидролиза соли сильной кислоты и сильного основания
  22. Задание 1
  23. 📸 Видео

Видео:Электролиз раствора сульфата меди(II)Скачать

Электролиз раствора сульфата меди(II)

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Мы уже рассматривали электролиз растворов солей, теперь давайте разберем электролиз расплавов веществ.

В этой лекции мы рассмотрим электролиз расплавов трех видов веществ:

  1. электролиз расплавов оксидов;
  2. электролиз расплавов оснований;
  3. электролиз расплавов солей.

Для запоминания катодных и анодных процессов в электрохимии существует следующее мнемоническое правило:

  • У анода анионыокисляются.
  • На катоде катионы восстанавливаются.

В первой строке все слова начинаются с гласной буквы, во второй — с согласной.

КАТ од — КАТ ионы (ионы у кат ода)

АН од — АН ионы (ионы у ан ода)

Видео:Электролиз раствора сульфата меди(II)Скачать

Электролиз раствора сульфата меди(II)

Электролиз расплавов оксидов

На катоде идет восстановление: Me n+ + ne — = Me 0 , т.е. на катоде выделяется металл.

На аноде окисляется кислород: O -2 -2e — = O2

Возьмем для примера электролиз расплава оксида калия: 2K2O -> 4K + O2

Видео:Электролиз. 10 класс.Скачать

Электролиз. 10 класс.

Электролиз расплавов оснований

На катоде традиционно восстанавливается металл:

На аноде будет окисляться кислород в составе гидроксид-группы:

Электролиз расплавов солей

1. Электролиз расплава бескислородной соли:

На катоде всегда восстанавливается металл: Me n+ +ne — = Me 0

На аноде окисляется бескислородный анион: A n- — ne — = A 0

Электролиз расплава NaCl: 2NaCl = 2Na + Cl2

2. Электролиз расплава кислородсодержащей соли (элемент аниона не в высшей степени окисления):

На катоде всегда восстанавливается металл: Me n+ +ne — = Me 0

На аноде будет окисляться элемент аниона: SO3 2- — 2e — = SO3

Например, электролиз расплава сульфита натрия:

S в сульфите имеет степень окисления +4, при электролизе она окисляется до +6 — SO3

3. Электролиз расплава кислородсодержащей соли (элемент аниона в высшей степени окисления):

На катоде все без изменений 🙂

На аноде — т.к. элемент уже в высшей степени окисления, то окисляться будет кислород:

Например, электролиз расплава карбоната натрия:

Важно понимать, что эти реакции не идут сами по себе. Их протекание возможно только при действии электрического тока.

Видео:ЭлектролизСкачать

Электролиз

1. Электролиз расплава хлорида меди (II).

Электродные процессы могут быть выражены полуреакциями:

на катоде K(-): Сu 2+ + 2e = Cu 0

на аноде A(+): 2Cl – — 2e = Cl2

Общая реакция электрохимического разложения вещества представляет собой сумму двух электродных полуреакций, и для хлорида меди она выразится уравнением:

Cu 2+ + 2 Cl – = Cu + Cl2

При электролизе щелочей и солей оксокислот на аноде выделяется кислород:

Видео:Опыты по физике. Электролиз раствора сульфата меди (II). Первый закон ФарадеяСкачать

Опыты по физике. Электролиз раствора сульфата меди (II). Первый закон Фарадея

2. Электролиз расплава хлорида калия:

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

Электролиз растворов

Совокупность окислительно-восстановительных реакций, которые протекают на электродах в растворах или расплавах электролитов при пропускании через них электрического тока, называют электролизом.

источника тока происходит процесс передачи электронов катионам из раствора или расплава, поэтому катод является «восстановителем».

происходит отдача электронов анионами, поэтому анод является «окислителем».

При электролизе как на аноде, так и на катоде могут происходить конкурирующие процессы.

При проведении электролиза с использованием инертного (нерасходуемого)

анода (например, графита или платины), как правило, конкурирующими являются два окислительных и два восстановительных процесса:

— окисление анионов и гидроксид-ионов,

— восстановление катионов и ионов водорода.

При проведении электролиза с использованием активного (расходуемого)

анода процесс усложняется и конкурирующими реакциями на электродах являются:

— окисление анионов и гидроксид-ионов, анодное растворение металла — материала анода;

— восстановление катиона соли и ионов водорода, восстановление катионов металла, полученных при растворении анода.

При выборе наиболее вероятного процесса на аноде и катоде следует исходить из положения, что будет протекать та реакция, для которой требуется наименьшая затрата энергии. Кроме того, для выбора наиболее вероятного процесса на аноде и катоде при электролизе растворов солей с инертным электродом используют следующие правила:

Видео:Электролиз раствора сульфата меди(II)Скачать

Электролиз раствора сульфата меди(II)

1. На аноде могут образовываться следующие продукты:

а) при электролизе растворов, содержащих в своем составе анионы SO4 2- , NО — 3, РО4 3- , а также растворов щелочей на аноде окисляется вода и

б) при окислении анионов Сl — , Вr — , I — выделяются соответственно

А + Cl — +e — = Cl 0

Видео:Электролиз раствора сульфата меди (II) I ЕГЭ по химииСкачать

Электролиз раствора сульфата меди (II) I ЕГЭ по химии

2. На катоде могут образовываться следующие продукты:

а) при электролизе растворов солей, содержащих ионы, расположенные в ряду напряжений левее Аl 3+ , на катоде восстанавливается вода и

б) если ион металла расположен в ряду напряжений правее водорода, то на катоде

К — Me n+ + ne — = Me 0

в) при электролизе растворов солей, содержащих ионы, расположенные в ряду напряжений между Al + и Н + , на катоде могут протекать конкурирующие процессы как

восстановления катионов, так и выделения водорода

Видео:Все об электролизе и задании 20 за 20 минут | Химия ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать

Все об электролизе и задании 20 за 20 минут | Химия ЕГЭ 2023 | Умскул

Пример: Электролиз водного раствора нитрата серебра на инертных электродах

Диссоциация нитрата серебра:

При электролизе водного раствора АgNО3 на катоде происходит восстановление ионов Аg + , а на аноде — окисление молекул воды:

Катод: Аg + + е = А g

Составьте схемы электролиза водных растворов: а) сульфата меди; б) хлорида магния; в) сульфата калия.

Во всех случаях электролиз проводится с использованием угольных электродов.

Видео:СУЛЬФАТ МЕДИСкачать

СУЛЬФАТ МЕДИ

Пример: Электролиз водного раствора хлорида меди на инертных электродах

Диссоциация хлорида меди:

В растворе находятся ионы Си 2+ и 2Сl — , которые под действием электрического тока направляются к соответствующим электродам:

Катод — Cu 2+ + 2e = Cu 0

Анод + 2Cl — — 2e = Cl2

На катоде выделяется металлическая медь, на аноде — газообразный хлор.

Если в рассмотренном примере электролиза раствора CuCl2 в качестве анода взять медную пластинку, то на катоде выделяется медь, а на аноде, где происходят процессы окисления, вместо разрядки ионов Сl 0 и выделения хлора протекает окисление анода (меди).

В этом случае происходит растворение самого анода, и в виде ионов Сu 2+ он переходит в раствор.

Электролиз CuCl2 с растворимым анодом можно записать так:

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

Электролиз растворов солей с растворимым анодом сводится к окислению материала анода (его растворению) и сопровождается переносом металла с анода на катод. Это свойство широко используется при рафинировании (очистке) металлов от загрязнений.

Видео:Электролиз. Часть 7. Электролиз с растворимым анодомСкачать

Электролиз. Часть 7. Электролиз с растворимым анодом

Пример: Электролиз водного раствора хлорида магния на инертных электродах

Диссоциация хлорида магния в водном растворе:

Ионы магния не могут восстанавливаться в водном растворе

(идет восстановление воды)

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

Видео:Взаимодействие железа с сульфатом медиСкачать

Взаимодействие железа с сульфатом меди

Пример: Электролиз водного раствора сульфата меди на инертных электродах

В растворе сульфат меди диссоциирует на ионы:

Ионы меди могут восстанавливаться на катоде в водном растворе.

Сульфат-ионы в водном растворе не окисляются, поэтому на аноде будет протекать окисление воды.

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

Электролиз водного раствора соли активного металла и кислородсодержащей кислоты (К24) на инертных электродах

Видео:Опыты по химии. Электролиз раствора хлорида медиСкачать

Опыты по химии. Электролиз раствора хлорида меди

Пример: Диссоциация сульфата калия в водном растворе:

Ионы калия и сульфат-ионы не могут разряжаться на электродах в водном растворе, следовательно,

на катоде будет протекать восстановление

аноде — окисление воды.

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

или, учитывая, что

(осуществляется при перемешивании),

H2O Уравнение электролиза расплава сульфата меди2H2 + O2

Если пропускать электрический ток через водный раствор соли активного металла и кислородсодержащей кислоты, то ни катионы металла, ни ионы кислотного остатка не разряжаются.

На катоде выделяется водород, а на аноде — кислород, и электролиз сводится к электролитическому разложению воды.

Видео:ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIV

Электролиз расплава гидроксида натрия

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

проводится всегда в присутствии инертного электролита (для увеличения электропроводности очень слабого электролита — воды):

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

Видео:Реакция сульфата меди II ( медный купорос) с гидроксидом натрия ( щелочами)Скачать

Реакция сульфата меди II ( медный купорос) с гидроксидом натрия ( щелочами)

Закон Фарадея

Зависимость количества вещества, образовавшегося под действием электрического тока, от времени, силы тока и природы электролита может быть установлена на основании обобщенного закона Фарадея:

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

— масса образовавшегося при электролизе вещества (г);

— эквивалентная масса вещества (г/моль);

— молярная масса вещества (г/моль);

— количество отдаваемых или принимаемых электронов;

— продолжительность процесса (с);

— константа Фарадея, характеризующая количество электричества, необходимое для выделения 1 эквивалентной массы вещества

(F = 96 500 Кл/моль = 26,8 Ач/моль).

Гидролиз неорганических соединений

Взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию молекул слабого электролита, называют

Если рассматривать соль как продукт нейтрализации основания кислотой, то можно разделить соли на четыре группы, для каждой из которых гидролиз будет протекать по-своему.

1. Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой KBr, NaCl, NaNO3)

, гидролизу подвергаться не будет, так как в этом случае слабый электролит не образуется. Реакция среды остается нейтральной.

2. В соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой FeCl2, NH4Cl, Al2(SO4)3, MgSO4)

гидролизу подвергается катион:

FeCl2 + HOH → Fe(OH)Cl + HCl

Fe 2+ + 2Cl — + H + + OH — → FeOH + + 2Cl — + Н +

В результате гидролиза образуется слабый электролит, ион H + и другие ионы. рН раствора

3. Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой (КClO, K2SiO3, Na2CO3, CH3COONa)

подвергается гидролизу по аниону, в результате чего образуется слабый электролит, гидроксид ион и другие ионы.

2K + +SiO3 2- + Н + + ОH — → НSiO3 — + 2K + + ОН —

рН таких растворов > 7 ( раствор приобретает щелочную реакцию).

гидролизуется и по катиону, и по аниону. В результате образуется малодиссоциирующие основание и кислота. рН растворов таких солей зависит от относительной силы кислоты и основания.

Алгоритм написания уравнений реакций гидролиза соли слабой кислоты и силиного основания

Различают несколько вариантов гидролиза солей:

1. Гидролиз соли слабой кислоты и сильного основания:

Пример 1. Гидролиз ацетата натрия.

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

или CH3COO – + Na + + H2O ↔ CH3COOH + Na + + OH –

Так как уксусная кислота слабо диссоциирует, ацетат-ион связывает ион H + , и равновесие диссоциации воды смещается вправо согласно принципу Ле Шателье.

В растворе накапливаются ионы OH — ( pH >7)

Если соль образована многоосновной кислотой, то гидролиз идет ступенчато.

Если соль образована многоосновной кислотой, то гидролиз идет ступенчато.

Например, гидролиз карбоната:

Практическое значение обычно имеет только процесс, идущий по первой ступени, которым, как правило, и ограничиваются при оценке гидролиза солей.

Равновесие гидролиза по второй ступени значительно смешено влево по сравнению с равновесием первой ступени, поскольку на первой ступени образуется более слабый электролит (HCO3 – ), чем на второй (H2CO3)

Пример 2 . Гидролиз ортофосфата рубидия.

1. Определяем тип гидролиза:

Рубидий – щелочной металл, его гидроксид — сильное основание, фосфорная кислота, особенно по своей третьей стадии диссоциации, отвечающей образованию фосфатов, — слабая кислота.

Идет гидролиз по аниону.

2. Пишем ионное уравнение гидролиза, определяем среду:

Продукты — гидрофосфат- и гидроксид-ионы, среда – щелочная.

3. Составляем молекулярное уравнение:

Получили кислую соль – гидрофосфат рубидия.

Алгоритм написания уравнений реакций гидролиза соли сильной кислоты и слабого основания

2. Гидролиз соли сильной кислоты и слабого основания:

Пример 1. Гидролиз нитрата аммония.

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

В случае многозарядного катиона гидролиз протекает ступенчато, например:

I ступень : Cu 2+ + HOH ↔ CuOH + + H +

II ступень : CuOH + + HOH ↔ Cu(OH)2 + H +

При этом концентрация ионов водорода и pH среды в растворе также определяются главным образом первой ступенью гидролиза.

Пример 2. Гидролиз сульфата меди(II)

1. Определяем тип гидролиза.

На этом этапе необходимо написать уравнение диссоциации соли:

Соль образована катионом слабого основания (подчеркиваем) и анионом сильной кислоты.

Идет гидролиз по катиону.

2. Пишем ионное уравнение гидролиза, определяем среду:

Cu 2+ + H-OH ↔ CuOH + + H + .

Образуется катион гидроксомеди(II) и ион водорода,

3. Составляем молекулярное уравнение.

Надо учитывать, что составление такого уравнения есть некоторая формальная задача. Из положительных и отрицательных частиц, находящихся в растворе, мы составляем нейтральные частицы, существующие только на бумаге. В данном случае мы можем составить формулу (CuOH)2SO4, но для этого наше ионное уравнение мы должны мысленно умножить на два.

Обращаем внимание, что продукт реакции относится к группе основных солей. Названия основных солей, как и названия средних, следует составлять из названий аниона и катиона, в данном случае соль назовем «сульфат гидроксомеди(II)».

Алгоритм написания уравнений реакций гидролиза соли слабой кислоты и слабого основания

3. Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания:

Пример 1. Гидролиз ацетата аммония.

Уравнение электролиза расплава сульфата меди

В этом случае образуются два малодиссоциированных соединения, и pH раствора зависит от относительной силы кислоты и основания.

Если продукты гидролиза могут удаляться из раствора, например, в виде осадка или газообразного вещества, то гидролиз протекает до конца.

Пример 2. Гидролиз сульфида алюминия.

2А l 3+ + 3 S 2- + 6Н2О = 2Аl(OН)3(осадок) + ЗН2S (газ)

Пример 3. Гидролиз ацетата алюминия

1. Определяем тип гидролиза:

Соль образована катионом слабого основания и анионами слабой кислоты.

2. Пишем ионные уравнения гидролиза, определяем среду:

Al 3+ + H–OH ↔ AlOH 2+ + H + ,

Учитывая, что гидроксид алюминия очень слабое основание, предположим, что гидролиз по катиону будет протекать в большей степени, чем по аниону.

Следовательно, в растворе будет избыток ионов водорода, и среда будет кислая.

Не стоит пытаться составлять здесь суммарное уравнение реакции. Обе реакции обратимы, никак друг с другом не связаны, и такое суммирование бессмысленно.

3 . Составляем молекулярное уравнение:

Это тоже формальное упражнение, для тренировки в составлении формул солей и их номенклатуре. Полученную соль назовем ацетат гидроксоалюминия.

Алгоритм написания уравнений реакций гидролиза соли сильной кислоты и сильного основания

4. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием

, гидролизу не подвергаются, т.к. единственным малодиссоциирующим соединением является H2O.

Соль сильной кислоты и сильного основания не подвергается гидролизу, и раствор нейтрален.

Видео:✅Получение серной кислоты путем электролиза раствора сульфата меди🧪Скачать

✅Получение серной кислоты путем электролиза раствора сульфата меди🧪

Задание 1

Составьте схемы электролиза (с использованием угольных электродов) расплавов и растворов следующих солей: KCl, CuSO4, KI.

Электролиз раствора хлорида калия:
KCl ⟶ K + + Cl —
K(-): 2H2O + 2ē ⟶ H2↑ + 2OH —
А(+): 2Cl — — 2ē ⟶ Cl2
Суммарное уравнение: 2KCl + 2H2O электролиз ⟶ H2↑ + Cl2↑ + 2KOH

Электролиз расплава хлорида калия:
KCl ⟶ K + + Cl —
K(-): K + + 1ē ⟶ K
А(+): 2Cl — — 2ē ⟶ Cl2
Суммарное уравнение: 2KCl электролиз ⟶ 2K + Cl2

Электролиз раствора сульфата меди (II):
CuSO4 ⟶ Cu 2+ + SO4 2-
K(-): Cu 2+ + 2ē ⟶ Cu
А(+): 2H2O — 4ē ⟶ O2↑ + 4H +
Суммарное уравнение: 2CuSO4 + 2H2O электролиз ⟶ 2Zn + 2H2SO4 + O2

Электролиз расплава сульфата меди (II):
CuSO4 ⟶ Cu 2+ + SO4 2-
K(-): Cu 2+ + 2ē ⟶ Cu
А(+): 2SO4 2- — 4ē ⟶ 2SO3↑ + O2
Суммарное уравнение: 2CuSO4 электролиз ⟶ 2Cu + 2SO3↑ + O2

Электролиз раствора иодида калия:
KI ⟶ K + + I —
K(-): 2H2O + 2ē ⟶ H2↑ + 2OH —
А(+): 2I — — 2ē ⟶ I2
Суммарное уравнение: 2KI + 2H2O электролиз ⟶ H2↑ + I2 + 2KOH

Электролиз расплава иодида калия:
KI ⟶ K + + I —
K(-): K + + 1ē ⟶ K
А(+): 2I — — 2ē ⟶ I2
Суммарное уравнение: 2KCl электролиз ⟶ 2K + I2

📸 Видео

Получение МЕДИ. ЭЛЕКТРОЛИЗ Раствора Медного КупоросаСкачать

Получение МЕДИ. ЭЛЕКТРОЛИЗ Раствора Медного Купороса

Электролиз. Часть 4. Расплав сульфата натрияСкачать

Электролиз. Часть 4. Расплав сульфата натрия

Электролиз раствора хлорида меди. Химический опытСкачать

Электролиз раствора хлорида меди. Химический опыт

Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.Скачать

Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.

Электролиз сульфата меди. Агыбаева Ақмарал НурпеисовнаСкачать

Электролиз сульфата меди. Агыбаева Ақмарал Нурпеисовна
Поделиться или сохранить к себе: