Запишите уравненеие реакции электролиза (инертный электрод ) нитрата никеля, гидроксида никеля, азотной кислоты
Электролиз нитрата никеля в водном растворе:
2NI(NO3)2 + 2H2O = 2Ni + O2 + 4HNO3
На катоде (+): Ni(2+) + 2e = Ni—————x2
на аноде (-): 2H2O — 4e = O2 + 4H(+)——x1
———————————
NI(OH)2 + H2O = H2 + O2 + Ni(OH)2
здесь гидроксид никеля не будет участвовать в электролизе, поскольку он не растворим в воде. Вместо него электролизу подвергается вода
—————————
С азотной кислотой та же ситуация, электролизу подвергается вода
Видео:Часть 3-2. Электролиз водных растворов. Примеры решений уравнений (подробно).Скачать
Каковы анодные и катодные процессы (угольный анод) при электролизе водного раствора, содержащего смесь солей: MnCl2, Ni(NO3)2 ?
Видео:ЭЛЕКТРОЛИЗ за 5 МИНУТ | Химия ЕГЭСкачать
Ваш ответ
Видео:Электролиз. 10 класс.Скачать
решение вопроса
Видео:Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.Скачать
Похожие вопросы
- Все категории
- экономические 43,299
- гуманитарные 33,622
- юридические 17,900
- школьный раздел 607,247
- разное 16,834
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:Все об электролизе и задании 20 за 20 минут | Химия ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать
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
ЭлектролизСкачать
Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать
Электролиз раствора соли нитрата меди Cu(NO3)2 | Схема электролиза солиСкачать
Электролиз. Решение задач. 1 часть. 10 класс.Скачать
How to Balance Ni(NO3)2 + Na3PO4 = Ni3(PO4)2 + NaNO3Скачать
Получение нитрата меди(Cu(NO3)2)Скачать
Электролиз. Часть 2. Уравнения электролиза расплавов и растворов.Скачать
Разложение НИТРАТА РТУТИ Hg(NO3)2. Получение РТУТИ. Опыты по химии дома. Obtaining of MERCURYСкачать
Электролиз. Решение задач. 2 часть. 10 класс.Скачать
A solution of Ni(NO_(3))_(2) is electrolyzed between platinum electrodes using a current of 5 am...Скачать
Электролиз растворов. 3 часть. 10 класс.Скачать
Электролиз. Как составлять уравнения электролиза водных растворов солей.Скачать
уравнения электролизаСкачать
Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O | Реакция взаимодействия алюминия и азотной кислотыСкачать
Цветные Реакции Соединений Никеля.Скачать
