Уравнения электролиза водного раствора alcl3

Видео:ПОЛУЧЕНИЕ AlCl3 | ГИДРОКСИД АЛЮМИНИЯ И ЕГО РАСТВОРЕНИЕСкачать

ПОЛУЧЕНИЕ AlCl3 | ГИДРОКСИД АЛЮМИНИЯ И ЕГО РАСТВОРЕНИЕ

Написать уравнение электролиза хлорида алюминия (расплава и раствора)

Уравнения электролиза водного раствора alcl3

Расплав:
AlCl3 -> Al+ + 3Cl-
K(-) Al+ + 1e=Al0
A(+) 2Cl- — 2e=Cl2 0
2AlCl3—электролиз—>2 Al+3Cl2

раствор:
AlCl3->Al+ + 3Cl-
K(-) 2H2O+2e= 2H2+ 2OH-
A(+) 2Cl- — 2e = Cl2 0
6H2O+2AlCl3—электролиз—> 3Cl2+3H2+ 2Al(OH)3

Уравнения электролиза водного раствора alcl3

Если ответ по предмету Химия отсутствует или он оказался неправильным, то попробуй воспользоваться поиском других ответов во всей базе сайта.

Видео:Взаимодействие водных растворов хлорида алюминия и карбоната натрия AlCl3 + Na2CO3 + H2OСкачать

Взаимодействие водных растворов хлорида алюминия и карбоната натрия AlCl3 + Na2CO3 + H2O

Урок по химии «Электролиз»

Разделы: Химия

Цель урока: сформировать у учащихся понятие процесса электролиза.

Задачи урока:

  1. Сформировать умение определять процессы, происходящие на электродах, составлять суммарное уравнение реакции электролиза.
  2. Развивать у школьников умение пользоваться опорными знаниями, составлять конспект урока.
  3. Углубить знание окислительно-восстановительных процессов, сформировать понимание практического значение электролиза в природе и жизни человека.
  4. Развивать мышление, умение делать логические выводы из наблюдений по опыту.
  5. Закрепить умения и навыки химического эксперимента, умение работать с таблицами, справочными материалами, дополнительной литературой, опорными схемами.

Оборудование: таблица растворимости, индикаторная шкала, штатив с пробирками, растворы фенолфталеина, сульфата меди (II), хлорида натрия, хлорида алюминия, прибор для определения электропроводимости растворов, толстостенные химические стаканы, опорные схемы урока, физическая карта России, плакаты “Электролиз водных растворов”, “Применение электролизов”.

Эпиграф: “Открытия в области электрохимии представляют собой одну из самых больших революций в химии и открывают эру новых открытий” (Джон Фредерик Даниэль, английский электрохимик).

Ход урока

1. Постановка проблемы.

Наш сегодняшний урок мне хотелось бы начать с античной легенды:

“Некий мастер, имя которого история не сохранила, принес римскому императору Тиберию, правившему в начале I века н.э., чашу из металла, напоминающего серебро, но только более легкого. Подарок стоил жизни изобретателю: Тиберий приказал казнить его, а мастерскую уничтожить, поскольку боялся, что новый металл может обесценить серебро императорской сокровищницы”. Согласно рассказу Плиния Старшего, этот металл, похожий на серебро, был получен из “глинистой земли ”.

Но история не знает безвозвратных потерь. В 1827 году немецкий ученый Фридрих Вёлер получает несколько граммов, а через несколько лет уже несколько килограммов нового легкого, прочного, блестящего металла. Но металл стоил также дорого, как серебро. Французы изготовили из него кирасы охранникам императора и игрушку наследнику Его Величества. В этом ларце находиться изделие из этого металла. Оно необходимо каждому из нас. Что же находиться в ларце? (Ответивший на вопрос ученик достает из ларца алюминиевую ложку.)

Кстати, в 1852 году это чайная ложечка весом 25 грамм стоила бы 30 долларов.

Послушаем сообщение о стоимости алюминия в 19 веке, о работах Фридриха Вёлера и Чарльза Холла.

Учащийся выступает с сообщением.

Найдем на географической карте России центры получения алюминия.

Учащиеся называют города Волгоград и Красноярск.

Почему же именно в этих городах расположены крупнейшие заводы по производству алюминия?

Учащиеся констатируют факт расположения заводов по производству алюминия вблизи крупных электростанций.

Таким образом, мы пришли к выводу, что для получения алюминия необходимы значительные затраты электроэнергии, и в записи уравнения реакции получения алюминия по способу Чарльза Холла не хватает знака “Уравнения электролиза водного раствора alcl3” — знака электролиза.

Сегодня мы вторгаемся в область электрохимии и рассмотрим явление электролиза. Запишем тему урока.

2. Основная часть.

Вопрос: “Что же называется электролизом ?”.

“Электро” – электрический ток, “лизис” – разложение.

Делается вывод, что электролиз – это процесс, в результате которого происходит разложение вещества под действием постоянного электрического тока.

Разложить можно практически любое вещество, поместив его в электролизер. Но в каком виде? Обычно в жидком, т.е. в виде раствора.

На плакате изображено, что в раствор электролита опускаются электроды, соединенные с источником постоянного электрического тока. Отрицательно заряженный электрод называется катод и условно обозначается К (-). Положительно заряженный электрод называется анод и обозначается А (+). В межэлектродном пространстве находится диссоциирующий на ионы электролит. Катионы, заряженные положительно, перемещаются в сторону катода, а анионы, заряженные положительно, в сторону анода. На катоде будет происходить электрохимическое восстановление катионов или молекул воды, а на аноде электрохимическое окисление анионов или молекул воды.

Дается определение: электролиз – совокупность окислительно-восстановительных процессов, протекающих в электролитах при пропускании постоянного электрического тока.

Данный прибор имитирует работу электролизера. Он поможет нам выполнить тестовое задание, текс которого находиться у вас на столах :

При электролизе раствора какой соли можно одновременно получить 0,2 моль нерастворимого основания и 13,44 л газообразных продуктов (н.у.)? Напишите уравнения процессов, происходящих на электродах в ионной и молекулярной формах:

Определим соотношение количеств газообразных продуктов и нерастворимого основания, выполним предварительные расчеты:

v (осадка) = 0,2 моль
V (газов) = 13,44 л
v (газов): v (осадка) = ?

v (газов) =V(газов) : Vm = 13.44 : 22,4 = 0,6 моль
v (газов): v (осадка) = 0,6 : 0,2 = 6 : 2 = 3 : 1

Из текста задания ясно, что нам необходимо составить уравнения электролиза растворов, определить катодные и анодные процессы, выполнить необходимые расчеты. Кто первый хочет попробовать выполнить задание п. а)?

Напишем сначала процесс электролитической диссоциации, происходящий в данном растворе.

Катион меди (II) будет перемещаться в сторону катода.

Но поскольку в околокатодном пространстве будут находиться также молекулы воды, то мы запишем это таким образом:

Пользуясь опорным конспектом [приложение № 1], определите катион меди (II) или молекулы воды будут восстанавливаться на поверхности катода?

Катион Cu 2+ входит в 3 группу катионов и он будет восстанавливаться. Вода восстановлению в данном случае не подвергается:

К(-) Cu 2+ + 2 е Уравнения электролиза водного раствора alcl3Cu 0
H2O

Определим теперь процессы, происходящие на аноде.

Сульфат – анион будет перемещаться в сторону анода, в околоанодном пространстве будут так же находиться молекулы воды:

На аноде будет происходить электрохимическое окисление молекул воды, так как анион SO4 2 является анионом кислотного остатка оксокислоты и окислению не подвергается (1 группа анионов):

Определим соотношение коэффициентов так же, как в обычном электронном балансе:

Составим электронно-ионное уравнение, с учетом коэффициентов:

Полное электронно-ионное уравнение напишем с учетом ионов, не участвовавших в окислительно-восстановительном процессе:

Теперь мы легко напишем суммарное уравнение электролиза, не забыв поставить знак электролиза:

Уравнения электролиза водного раствора alcl3
2CuSO4 + 2 H2O —> O2 + 2Cu + 2H2SO4

Получился ли в результате реакции осадок? Определите это с помощью таблице растворимости.

В результате реакции электролиза осадок не образовался.

Может быть выделился газ?

В околоанодном пространстве происходит выделение кислорода.

Проверим это опытным путем – проведем электролиз водного раствора сульфата меди (II). Что вы наблюдаете?

Поверхность одного из электродов покрывается пузырьками газа.

Перейдем к выполнению задания п. б).

NaCl —> Na + + Cl –
K (-) Na +

2H2O — 2 e —> 2OH – + H2 Уравнения электролиза водного раствора alcl3(2) (1)
A (+)2Cl – — 2 e —> Cl2 0 (2) (1)
H2O

Уравнения электролиза водного раствора alcl3
2 NaCl + 2H2O —> 2NaOH + H2 Уравнения электролиза водного раствора alcl3+ Cl2Уравнения электролиза водного раствора alcl3

Получились ли теперь осадок и газообразные вещества?

Осадка нет, но в околокатодном пространстве происходит выделение водорода, а в околоанодном пространстве – хлора.

Проверим это опытным путем – проведем электролиз водного раствора хлорида натрия. Что вы наблюдаете?

Поверхность обоих электродов покрывается пузырьками газа, в присутствии фенолфталеина раствор окрашивается в малиновый цвет.

Выполним задание п. в).

AlCl3 —> Al 3+ + 3Cl –
K (-) Al 3+

Уравнения электролиза водного раствора alcl3
2AlCl3 + 6H2O —>3H2 0 Уравнения электролиза водного раствора alcl3+3Cl2 Уравнения электролиза водного раствора alcl3+ 2Al(OH)3Уравнения электролиза водного раствора alcl3

С помощью таблицы растворимости определяем, что вещество Al(OH)3 не растворимо и выпадает в осадок. В околоанодном пространстве выделяется газообразный хлор, в околокатодном пространстве – водород.

Проверим это опытным путем – проведем электролиз водного раствора хлорида алюминия. Что вы наблюдаете?

Происходит помутнение раствора.

По уравнению реакции определяем соотношение количеств газообразных продуктов и осадка.

Уравнения электролиза водного раствора alcl3
2AlCl3 + 6H2O —>3H2 0 Уравнения электролиза водного раствора alcl3+3Cl2 Уравнения электролиза водного раствора alcl3+ 2Al(OH)3Уравнения электролиза водного раствора alcl3
6 моль газов 2 моль осадка

v (газов): v (осадка) = 6: 2 = 3 : 1

Это в точности совпадает с нашими расчетами. Значит правильный ответ в этом задании в)

3. Разрешение проблемы.

Мы выполнили с вами задание, но алюминий в результате электролиза не получили. В качестве сырья мы должны взять оксид алюминия, в воде не растворимый. Но электролит в электролизере должен быть жидким. Как быть?

Обратимся к тексту учебника §18. Какой процесс протекает при электролизе расплава глинозема в криолите?

Al2O3 — 2Al 3 + + 3O 2 –
K (-) Al 3+ + 3 e —> Al 0 (4)
A(+) 2O 2 – — 4 e —> O 0 2 (3)

Уравнения электролиза водного раствора alcl3
4Al 3 + + 6O 2 — —> 4Al 0 + 3O2 0

Уравнения электролиза водного раствора alcl3
2Al2O3 —> 4Al + 3O2Уравнения электролиза водного раствора alcl3

Мы рассмотрели с вами химические основы современного промышленного способа получения алюминия.

4. Практическое значение электролиза.

Но только ли для этого необходим электролиз? О практическом значении электролиза послушаем сообщение.

Ученик делает сообщение и выполняет демонстрационные опыты.

5. Подведение итогов, проверка результативности.

Проверим результативность нашей совместной работы, напишем графический диктант, текст которого вы видите на своих столах :

Графический диктант.

  1. Электролиз можно считать окислительно-восстановительной реакцией, происходящей под воздействием электрического тока.
  2. Катод – отрицательно заряженный электрод;
  3. На катоде происходит процесс электрохимического окисления;
  4. Анион SO4 2 – будет окисляться на аноде в водном растворе;
  5. Анион Cl – будет окисляться на аноде в водном растворе;
  6. Катион Na + будет восстанавливаться на катоде в водном растворе;
  7. Катион Cu 2 + будет восстанавливаться на катоде в водном растворе;
  8. Алюминий получают электролизом расплава Al2O3 в криолите;
  9. При электролизе раствора NaCl можно получить щелочь NaOH и газы H2 и Cl2.

Ученики заполняют бланк химического диктанта:

Фамилия, имя_______________________________________
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Уравнения электролиза водного раствора alcl3ДА
Уравнения электролиза водного раствора alcl3НЕТ

Учащимся предлагается поменяться с соседом заполненными бланками, выставить друг другу оценки по оценочной шкале: 5 – 6 правильных ответов – оценка “3”, 7 – 8 правильных ответов – оценка “4”, 9 – правильных ответов – оценка “5”. На доске открывается шаблон с правильными ответами:

Уравнения электролиза водного раствора alcl3

Прошу поднять руку тех учеников, которые справились с графическим диктантам на “хорошо” и “отлично”.

6. Домашнее задание.

§18, упражнение № 29, 31, 37(письменно).

Трое учеников получают карточки с дополнительным индивидуальным заданием:

Сколько килограмм алюминия можно получить при электролизе 1 тонны глинозема?

При электролизе раствора какой соли можно одновременно получить 2 моль нерастворимого гидроксида и 44,8 л газообразных продуктов (н.у.)? напишите уравнения процессов, происходящих на электродах в ионной и молекулярной формах:

ВолгГТУ, 2004 год.

В конце ХХ века появились новые данные о принципиальной возможности получения металлического алюминия в древности. Институт прикладной физики Китайского Академии наук сообщил о результатах исследования гробница полководца Чжоу-Чжу, похороненного в 297 году н.э.. спектральный анализ орнамента, украшающего саркофаг, показал, что он состоит из сплава: 85% алюминия, 10% меди, 5% магния. Анализ повторяли несколько раз. Результаты оказались те же. Как могли древние китайские мастера получить сплав алюминия?

Видео:Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] | Получение гидроксида алюминия и растворение его в избытке щёлочиСкачать

Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] | Получение гидроксида алюминия и растворение его в избытке щёлочи

Электролиз

Электролиз (греч. elektron — янтарь + lysis — разложение) — химическая реакция, происходящая при прохождении постоянного тока через электролит. Это разложение веществ на их составные части под действием электрического тока.

Процесс электролиза заключается в перемещении катионов (положительно заряженных ионов) к катоду (заряжен отрицательно), и отрицательно заряженных ионов (анионов) к аноду (заряжен положительно).

Уравнения электролиза водного раствора alcl3

Итак, анионы и катионы устремляются соответственно к аноду и катоду. Здесь и происходит химическая реакция. Чтобы успешно решать задания по этой теме и писать реакции, необходимо разделять процессы на катоде и аноде. Именно так и будет построена эта статья.

Катод

К катоду притягиваются катионы — положительно заряженные ионы: Na + , K + , Cu 2+ , Fe 3+ , Ag + и т.д.

Чтобы установить, какая реакция идет на катоде, прежде всего, нужно определиться с активностью металла: его положением в электрохимическом ряду напряжений металлов.

Уравнения электролиза водного раствора alcl3

Если на катоде появился активный металл (Li, Na, K) то вместо него восстанавливаются молекулы воды, из которых выделяется водород. Если металл средней активности (Cr, Fe, Cd) — на катоде выделяется и водород, и сам металл. Малоактивные металлы выделяются на катоде в чистом виде (Cu, Ag).

Замечу, что границей между металлами активными и средней активности в ряду напряжений считается алюминий. При электролизе на катоде металлы до алюминия (включительно!) не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды — выделяется водород.

В случае, если на катод поступают ионы водорода — H + (например при электролизе кислот HCl, H2SO4) восстанавливается водород из молекул кислоты: 2H + — 2e = H2

К аноду притягиваются анионы — отрицательно заряженные ионы: SO4 2- , PO4 3- , Cl — , Br — , I — , F — , S 2- , CH3COO — .

Уравнения электролиза водного раствора alcl3

При электролизе кислородсодержащих анионов: SO4 2- , PO4 3- — на аноде окисляются не анионы, а молекулы воды, из которых выделяется кислород.

Бескислородные анионы окисляются и выделяют соответствующие галогены. Сульфид-ион при оксилении окислении серу. Исключением является фтор — если он попадает анод, то разряжается молекула воды и выделяется кислород. Фтор — самый электроотрицательный элемент, поэтому и является исключением.

Анионы органических кислот окисляются особым образом: радикал, примыкающий к карбоксильной группе, удваивается, а сама карбоксильная группа (COO) превращается в углекислый газ — CO2.

Примеры решения

В процессе тренировки вам могут попадаться металлы, которые пропущены в ряду активности. На этапе обучения вы можете пользоваться расширенным рядом активности металлов.

Уравнения электролиза водного раствора alcl3

Теперь вы точно будете знать, что выделяется на катоде 😉

Итак, потренируемся. Выясним, что образуется на катоде и аноде при электролизе растворов AgCl, Cu(NO3)2, AlBr3, NaF, FeI2, CH3COOLi.

Уравнения электролиза водного раствора alcl3

Иногда в заданиях требуется записать реакцию электролиза. Сообщаю: если вы понимаете, что образуется на катоде, а что на аноде, то написать реакцию не составляет никакого труда. Возьмем, например, электролиз NaCl и запишем реакцию:

NaCl + H2O → H2 + Cl2 + NaOH (обычно в продуктах оставляют именно запись «NaOH», не подвергая его дальнейшему электролизу)

Натрий — активный металл, поэтому на катоде выделяется водород. Анион не содержит кислорода, выделяется галоген — хлор. Мы пишем уравнение, так что не можем заставить натрий испариться бесследно 🙂 Натрий вступает в реакцию с водой, образуется NaOH.

Запишем реакцию электролиза для CuSO4:

Медь относится к малоактивным металлам, поэтому сама в чистом виде выделяется на катоде. Анион кислородсодержащий, поэтому в реакции выделяется кислород. Сульфат-ион никуда не исчезает, он соединяется с водородом воды и превращается в серую кислоту.

Электролиз расплавов

Все, что мы обсуждали до этого момента, касалось электролиза растворов, где растворителем является вода.

Перед промышленной химией стоит важная задача — получить металлы (вещества) в чистом виде. Малоактивные металлы (Ag, Cu) можно легко получать методом электролиза растворов.

Но как быть с активными металлами: Na, K, Li? Ведь при электролизе их растворов они не выделяются на катоде в чистом виде, вместо них восстанавливаются молекулы воды и выделяется водород. Тут нам как раз пригодятся расплавы, которые не содержат воды.

Уравнения электролиза водного раствора alcl3

В безводных расплавах реакции записываются еще проще: вещества распадаются на составные части:

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

🎥 Видео

Электролиз. 10 класс.Скачать

Электролиз. 10 класс.

электролиз хлорида натрияСкачать

электролиз   хлорида   натрия

Опыты по химии. Электролиз раствора хлорида медиСкачать

Опыты по химии. Электролиз раствора хлорида меди

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

Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.

Взаимодействие алюминия с соляной кислотой HCL с выделением водорода и образованием AlCl3Скачать

Взаимодействие алюминия с соляной кислотой HCL с выделением водорода и образованием AlCl3

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

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

Электролиз растворов. 3 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз растворов. 3 часть. 10 класс.

Электролиз расплавов и растворов. 10 класс.Скачать

Электролиз расплавов и растворов. 10 класс.

Электролиз растворов. 2 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз растворов. 2 часть. 10 класс.

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

Электролиз. Часть 2. Уравнения электролиза расплавов и растворов.

ЭлектролизСкачать

Электролиз

Aluminium Chloride (AlCl3) synthesisСкачать

Aluminium Chloride (AlCl3) synthesis

Balancing the Equation Al + Cl2 = AlCl3Скачать

Balancing the Equation Al + Cl2 = AlCl3

ХИМИЯ 11 класс : Электролиз растворовСкачать

ХИМИЯ 11 класс : Электролиз растворов

Электролиз сульфата МАРГАНЦАСкачать

Электролиз сульфата  МАРГАНЦА

Урок 299. Применение электролизаСкачать

Урок 299. Применение электролиза
Поделиться или сохранить к себе: