Задачи по темата за електролизата. Електролиза на топи и разтвори

Електролиза на топи и разтвори (соли, основи)

Ако спуснете електродите в разтвора или стопяването на електролита и пропуснете постоянния електрически ток, и йони ще се придвижват към катедрите (отрицателно заредени електрод), аниони към анода (положително зареден електрод).

В катода катидите приемат електрони и възстановяване, а анионите се дават електрони на анода и окисляват. Този процес се нарича електролиза.

Електролизата е редокс процес, който тече върху електродите, когато електрическият ток преминава през стопилката или електролитния разтвор.

Електролиза на разтопени соли

Помислете за процеса на електролиза на натриев хлорид. Термичното дисоциация е в ход в стопилката:

$ NaCl → na ^ (+) + cl ^ (-). $

Под действието на електрическия ток на катидите $ na ^ (+) се преместват в катода и електроните се вземат от него:

$ Na ^ (+) + ē → (na) ↖ (0) $ (възстановяване).

Anions $ Cl ^ (-) $ Преместване в анода и дайте електрони:

$ 2CL ^ (-) - 2ē → (CL_2) ↖ (0) $ (окисление).

Общо уравнение на процесите:

$ Na ^ (+) + ē → (na) ↖ (0) | 2 $

$ 2CL ^ (-) - 2ē → (cl_2) ↖ (0) | 1 $

$ 2NA ^ (+) + 2Cl ^ (-) \u003d 2 (Na) ↖ (0) + (CL_2) ↖ (0) $

$ 2nacl (→) ↖ (текст "Електролиза") 2NA + CL_2 $

На катод се образува метален натрий, хлорен газообразен газ на анода.

Основното е, че трябва да помните: в процеса на електролиза се дължи на електрическа енергия химическа реакциякоето не може да върви спонтанно.

Електролиза на водни разтвори на електролити

По-труден случай - електролиза на електролитни разтвори.

В солевия разтвор, в допълнение към метални йони и киселинни остатъци, присъстват водни молекули. Следователно, когато се вземат предвид процесите на електродите, е необходимо да се вземе предвид тяхното участие в електролиза.

За да се определят продуктите на електролизата на водни разтвори на електролити, съществуват следните правила:

1. Процеса в катода Той не зависи от материала, от който е направен катодът, но върху положението на метала (електролит) в електрохимичния ред на напреженията и ако:

1.1. Електролитната катион се намира в ред напрежения в началото на серия от $ al $ inclusive, тогава процесът на възстановяване на водата е в катода (водородът е маркиран $ n_2 $). Металните катиони не се възстановяват, те остават в разтвор.

1.2. Електролитната катион е разположена в ред на напрежения между алуминий и водород, след това металните йони и водните молекули се възстановяват в катода.

1.3. Електролитната катион се намира в ред напрежение след водород, металните катиони се възстановяват на катода.

1.4. Решението съдържа катиони различни металиПърво възстановявам металната катион, която стои в реда на напреженията вдясно.

Катодни процеси

2. Процес на анодазависи от материала на анода и върху естеството на аниона.

Анодни процеси

2.1. Ако анод се разтваря (Желязо, цинк, мед, сребро и всички метали, които се окисляват по време на електролизата), тогава металът на анода се окислява, въпреки естеството на аниона.

2.2. Ако анодът не се разтваря (Нарича се инертен - графит, злато, платина), след това:

а) с електролизни разтвори на соли безплатни киселини (в допълнение към флуорид) Процесът на окисление на анион е в ход на анода;

б) с електролизни разтвори на соли кислородни киселини и флуориди На анода има процес на окисление ($ o_2 е разпределен). Аните не се окисляват, те остават в разтвор;

в) анионите чрез способността им да окисляват са в следния ред:

Нека се опитаме да приложим тези правила в определени ситуации.

Помислете за електролизата на разтвора на натриев хлорид в случай, че анодът е неразтворим и ако анодът е разтворим.

1) Анод неразтворим (например графит).

Решението е процесът на електролитна дисоциация:

Общо уравнение:

$ 2H_2O + 2CL ^ (-) \u003d H_2 + CL_2 + 2OH ^ (-) $.

Като се има предвид наличието на йони от $ na ^ (+) $ в решение, ние компилираме молекулярно уравнение:

2) Анод различник (например мед):

$ NaCl \u003d na ^ (+) + cl ^ (-) $.

Ако анодът е разтворим, тогава металът на анода ще бъде окислен:

$ Cu ^ (0) -2ē \u003d cu ^ (2 +) $.

Катил $ cu ^ (2 +) $ са в ред напрежения след ($ n ^ (+) $), те ще бъдат възстановени на катода.

Концентрацията на $ naCl $ не се променя в разтвора.

Помислете за електролизата на меден сулфат (II) неразтворим анод:

$ Cu ^ (2 +) + 2ē \u003d cu ^ (0) | 2 $

$ 2H_2O-4ē \u003d O_2 + 4H ^ (+) | $ 1

Общо йонно уравнение:

$ 2cu ^ (2 +) + 2H_2O \u003d 2CU ^ (0) + O_2 + 4H ^ (+) $

Общо молекулярно уравнение, като се вземат предвид наличието на аниони $ so_4 ^ (2 -) $ в решение:

Помислете за електролизата на разтвора на калиев хидроксид неразтворим анод:

$ 2H_2O + 2ē \u003d H_2 + 2OH ^ (-) | $ 2

$ 4OH ^ (-) - 4ē \u003d o_2 + 2h_2o | 1 $

Общо йонно уравнение:

$ 4H_2O + 4OH ^ (-) \u003d 2H_2 + 4OH ^ (-) + O_2 + 2H_2O $

Общо молекулярно уравнение:

$ 2H_2O (→) ↖ (текст "Електролиза") 2H_2 + O_2 $

В този случай се оказва, само електролизата на водата е. Получаваме подобен резултат и в случай на електролиза на решенията от $ h_2so_4, nano_3, k_2SO_4 $ и т.н.

Електролизата на топи и разтвори на вещества се използва широко в промишлеността:

За метали (алуминий, магнезий, натрий, кадмий се получава чрез електролиза).
Да се \u200b\u200bполучи водород, халоген, основи.
За пречистване на метали - рафиниране (почистване на мед, никел, олово се извършва с електрохимичен метод).
За защита на металите от корозия (хром, никел, мед, сребро, злато) - галванотегия.
За метални копия, плочи - електротип.

Какво е електролиза? За по-лесно разбиране на отговора на този въпрос, нека си представим някакъв източник на пряк ток. Всеки източник на DC винаги може да намери положителен и отрицателен полюс:

Свържете две химически устойчиви електрически проводими плочи, които се обаждат на електроди. Плаката, прикрепена към положителния полюс, се нарича анод и към отрицателен катод:

Натриев хлорид е електролит, по време на неговото топене, дисоциация върху натриевите катиони и хлоридните йони:

NaCl \u003d Na + + Cl -

Очевидно е, че заредените негативни хлорни аниони ще отидат до положително зареден електрод - анод и положително заредени Na \u200b\u200b+ катиони ще отидат до отрицателно зареден електрод - катод. В резултат на това Na + катиони и CL аниони се изхвърлят, т.е. те ще станат неутрални атоми. Освобождаването възниква чрез закупуване на електрони в случай на Na + йони и загуба на електрони в случая на CL йони. Това означава, че процесът продължава върху катода:

Na + + 1e - \u003d Na 0,

И на анода:

Cl - - 1e - \u003d cl

Тъй като всеки хлорен атом има нерентабилен електрон, едно едно съществуване на тях е нерентабилни и хлорни атоми се комбинират в молекула от два хлорни атома:

Cl ∙ + ∙ cl \u003d cl 2

Така, общата, процесът, който тече върху анода, е по-правилно регистриран:

2CL - - 2E - \u003d CL 2

Това означава, че имаме:

Катод: Na + + 1e - \u003d Na 0

Анод: 2С1 - - 2Е - \u003d С12

Нека представим електронен баланс:

Na + + 1e - \u003d Na 0 | ∙ 2

2С1 - - 2Е - \u003d С12 | ∙ 1<

Преместване на лявата и дясната част на двете уравнения изпразванеЩе получим:

2na + + 2E - + 2CI - - 2E - \u003d 2NA 0 + Cl 2

Ще намалим двата електрона по същия начин как това се прави в алгебрата, получаваме уравнение на йонната електролиза:

2naCl (g.) \u003d\u003e 2na + cl 2

По-горе се счита, че случаят е най-простият случай от теоретична гледна точка, тъй като стопяването на натриевия хлорид от положително заредени йони е само натриеви йони и от отрицателни - само хлорни аниони.

С други думи, нито една от Na + катиони, нито на анионите Cl - няма "конкуренти" за катода и анода.

И какво ще се случи, например, ако вместо стопяването на натриев хлорид, пропуснете през водния му разтвор? В този случай се наблюдава дисоциация на натриев хлорид, но става невъзможно за образуването на метален натрий във воден разтвор. В края на краищата, ние знаем, че натрий е представител на алкални метали - изключително активен метал, който реагира с вода, е много силно. Ако натрий не е в състояние да се възстанови при такива условия, какво ще бъде възстановено в катода?

Нека помним структурата на водната молекула. Тя е дипол, т.е. тя има отрицателни и положителни полюси:

Това се дължи на този имот, способен е да "разкъсват" както повърхността на катода, така и повърхността на анода:

В този случай могат да възникнат процеси:

2H2O + 2E - \u003d 2OH - + H2

2H2O - 4E - \u003d O 2 + 4H +

Така се оказва, че ако разгледаме решението на всеки електролит, ще видим, че катиони и аниони, образувани по време на дисоциацията на електролита, се конкурират с водни молекули за възстановяване върху катода и окислението на анода.

И така, какви процеси ще се случват на катода и на анода? Изхвърляне на йони, образувани по време на дисоциация на електролита или окисление / възстановяване на водните молекули? Или може би всички посочени процеси ще се случат по едно и също време?

В зависимост от вида на електролита, по време на електролизата са възможни различни ситуации на нейния воден разтвор. Например, катиони на алкални, алкални земни метали, алуминий и магнезий просто не могат да се възстановят във водна среда, тъй като трябва да се получат алкални, алкалоземни метали, алуминий или магнезий, алкални земни метали, алуминий или магнезий, т.е. . Метали за реагиране на вода.

В този случай е възможно само възстановяването на водните молекули върху катода.

Не забравяйте какъв може да тече процесът при катода при електролизата на разтвора на всеки електролит може да бъде последван от следните принципи:

1) Ако електролитът се състои от метална катион, която в свободното състояние при нормални условия реагира с вода, катодът се обработва:

2H2O + 2E - \u003d 2OH - + H2

Това се отнася за металите в началото на редица ALC активност включително.

2) Ако електролитът се състои от метална катион, която не реагира в свободна форма с вода, но реагира с некиселинни киселини, има два процеса като реставрация на метални катиони и водни молекули:

Me n + + ne \u003d me 0

Такива метали включват метали, които са между ал и п в редица дейности.

3) Ако електролитът се състои от водородни катиони или метални катиони, които не реагират с некиселинни киселини - са реставрирани само електролитни катиони:

2N + + 2E - \u003d H2 - в случай на киселина

Me n + + ne \u003d me 0 - в случай на сол

В междувременно анодът ситуацията е както следва:

1) Ако електролитът съдържа аниони от кислородни киселинни остатъци (с изключение на F -), тогава анодът е процес на тяхното окисление, водните молекули не се окисляват. Например:

2SL - - 2E \u003d CL 2

S 2- - 2e \u003d s o

Флуоридните йони не се окисляват върху анода, тъй като флуорът не може да се образува във воден разтвор (реагира с вода)

2) Ако електролитът включва хидроксидни йони (алкални), те се окисляват вместо водни молекули:

4N - - 4E - \u003d 2H2O + O 2

3) Ако електролитът съдържа кислородна кисела остатък (с изключение на остатъци от органични киселини) или флуорид-йон (F -) върху анода, има процес на окисление на водните молекули:

2H2O - 4E - \u003d O 2 + 4H +

4) в случай на киселинния остатък на карбоксилна киселина върху анода има процес:

2RCOO - - 2E - \u003d R-R + 2CO2

Нека да практикуваме да записваме уравнения на електролизата за различни ситуации:

Пример №1.

Напишете уравненията на процесите, които се случват върху катода и анода с електролизата на стопяването на цинков хлорид, както и общо уравнение електролиза.

Решение

Когато молеоринг цинков хлорид се осъществява неговото дисоциация:

ZnCl 2 \u003d Zn 2+ + 2CI -

След това трябва да се плати на факта, че електролизата е топенето на цинков хлорид, а не воден разтвор. С други думи, без опции, може да се появи само възстановяването на цинковите катиони върху катода и окисляването на хлоридните йони на анода. Няма водни молекули:

Катод: Zn 2 + + 2E - \u003d ZN 0 | ∙ 1

Анод: 2С1 - - 2Е - \u003d С12 | ∙ 1

ZnCl 2 \u003d Zn + Cl 2

Пример номер 2.

Напишете уравненията на процесите, които текат върху катода и анода с електролизата на водния разтвор на цинков хлорид, както и общото уравнение на електролизата.

Тъй като в този случай воден разтвор се подлага на електролиза, след това в електролиза, теоретично могат да участват водни молекули. Тъй като цинкът се намира в редица активност между ал и то, това означава, че катодът ще се появи както възстановяването на цинковите катиони и водните молекули.

2H2O + 2E - \u003d 2OH - + H2

Zn 2 + + 2E - \u003d zn 0

Хлоридният йон е киселинен остатък на НС1 оксигенова киселина, така че в състезанието за окисление върху анод хлоридните йони "спечелени" във водни молекули:

2CL - - 2E - \u003d CL 2

В този конкретен случай общото уравнение на електролизата не може да бъде написано, тъй като не е известно от съотношението между водород и цинк, освободен върху катода.

Пример номер 3.

Напишете уравненията на процесите на катода и анода с електролизата на водния разтвор на меден нитрат, както и общото уравнение на електролизата.

Мед нитрат в разтвор е в щат на щанда:

CU (NO 3) 2 \u003d CU 2+ + 2NO 3 -

Медът е в ред активност вдясно от водород, т.е. катионите на мед ще бъдат възстановени върху катода:

Cu 2+ + 2e - \u003d cu 0

Нитрат-йон No 3 - - кислороден киселинен остатък, това означава, че в окисляването върху анодни нитратни йони "губят" в конкуренция на водните молекули:

2H2O - 4E - \u003d O 2 + 4H +

По този начин:

Катод: cu 2+ + 2e - \u003d cu 0 | ∙ 2

2CU 2+ + 2H2O \u003d 2CU 0 + 02 + 4H +

Полученото уравнение в резултат на добавянето е уравнението на електролизата. За да се получи пълно уравнение на молекулярно електролиза, добавете 4 йонен нитрат в лявата и дясната страна на получената йон уравнение Като противойони. Тогава получаваме:

2CU (NO 3) 2 + 2H2O \u003d 2CU 0 + O 2 + 4HNO 3

Пример номер 4.

Напишете уравненията на процесите, които се срещат при катода и анода с електролизата на воден разтвор на калиев ацетат, както и общото уравнение на електролизата.

Решение:

Калиев ацетат във воден разтвор дисоциатизира калиев и ацетатни йони:

CH 3 COP \u003d CH 3 SOO - + K +

Калий алкален метал. Намира се в редица електрохимичен ред на напреженията в самото начало. Това означава, че нейните катиони не могат да се освободят от катода. Водните молекули ще бъдат възстановени:

2H2O + 2E - \u003d 2OH - + H2

Както вече споменахме по-горе, киселинните остатъци карбоксилни киселини "Спечели" в състезание за окисление във водни молекули на анода:

2 SO 3 така - - 2Е - \u003d CH3-CH3 + 2CO2

По този начин, чрез сумиране на електронния баланс и сгъване на две уравнения на полу-ресурсите на катода и анода, който получаваме:

Катод: 2H2O + 2E - \u003d 2ОН - + Н2 | ∙ 1

Anode: 2CH 3O - - 2E - \u003d CH3-CH3 + 2CO2 | ∙ 1

2H2O + 2CH 3 SOO - \u003d 2OH - + Н2 + СН3 -СН 3 + 2СО2

Получихме пълното уравнение на електролизата в йонната форма. Чрез добавяне на две калиеви йони в лявата и дясната част на уравнението и се разрешават с противойони, ние получаваме пълното уравнение на електролизата в молекулярната форма:

2H2O + 2CH3 COO \u003d 2KOH + H2 + CH3-CH3 + 2CO2

Пример номер 5.

Напишете уравненията на процесите, които се срещат при катода и анода с електролизата на водния разтвор на сярна киселина, както и общото уравнение на електролизата.

Сярна киселина дисоциират при водородните катиони и сулфатни йони:

H2S04 \u003d 2H + + SO 4 2-

Катодът ще се появи върху катион на водород Н + и върху анодкия окисляването на водните молекули, тъй като сулфатни йони са кислородни киселинни остатъци:

Катод: 2N + + 2E - \u003d H 2 | ∙ 2

Анод: 2H2O - 4E - \u003d O 2 + 4H + | ∙ 1

4N + + 2H2O \u003d 2H2 + 02 + 4H +

Намалени водородни йони в лявата и дясната и лявата част на уравнението, получаваме уравнението на електролизата на водния разтвор на сярна киселина:

2H2O \u003d 2H2 + 02

Както можете да видите, електролизата на водния разтвор на сярна киселина се намалява до електролизата на водата.

Пример номер 6.

Напишете уравненията на процесите, които се срещат в катода и анод с електролизата на водния разтвор на натриев хидроксид, както и цялостното уравнение на електролизата.

Дисоциация на натриев хидроксид:

Naoh \u003d Na + + OH -

На катода само водните молекули ще бъдат възстановени, тъй като натрий е високоактивен метал, само хидроксидните йони на анода:

Катод: 2H2O + 2E - \u003d 2ОН - + Н2 | ∙ 2

Анод: 4ОН - - 4E - \u003d O 2 + 2H20 | ∙ 1

4H2O + 4OH - \u003d 4OH - + 2H2 + O 2 + 2H2O

Ние намаляваме двете молекули за вода наляво и надясно и 4 хидроксидни йони и стигаме до факта, че както в случая на сярна киселина, електролизата на водния разтвор на натриев хидроксид се редуцира до електролизата на водата.

Внимание! Преглед на слайдовете се използват изключително за информационни цели и може да не предоставя идеи за всички възможности за представяне. Ако се интересувате от тази работа, моля, изтеглете пълната версия.

Резултати от EME. Покажете, че задачите по темата "Електролиза" за завършилите остават сложни. В училищна програма Изследването на тази тема е дадено недостатъчно часове. Ето защо, при подготовката на учениците на изпита, е необходимо да се проучи този въпрос в много подробни. Познаването на основите на електрохимията ще помогне на завършилото да премине изпита и да продължи обучението в висшата образователна институция. За проучването на темата "електролиза" на достатъчно ниво трябва да се проведе подготвителна работа С възпитаници на EGE: - обмислете определянето на основните понятия в темата "електролиза"; - анализ на процеса на електролиза на топи и електролитни разтвори; - консолидиране на правилата за възстановяване на катиони върху катода и окисляването на анионите върху анода и окисляването на анодите (ролята на водните молекули по време на електролизата на разтворите); - умения за формиране, за да се направят уравнения на процеса на електролиза (катод и анодни процеси); - да учи учениците да изпълняват типични задачи начално ниво (задачи), повишени и високо ниво трудности. Електролиза - Редуксираният процес, протичащ в разтвори и топи на електролити по време на преминаването на директен електрически ток. В разтвор или мел електролит, неговото дисоциация върху йони се случва. Когато електрическият ток е включен, движението на посоката и на повърхността на електродите може да възникне редокс процеси. Анод - Положителен електрод, той върви окислителни процеси.

Катодът е отрицателен електрод, съществуват процеси на възстановяване върху него.

Електролиза на стомчета Използва се за получаване на активни метали, разположени в ред напрежения за алуминий (включително).

Електролиза на натриев хлорид

K (-) Na + + 1e -\u003e Na 0

A (+) 2CI - - 2E -\u003e CL 2 0

2NACL (имейл) -\u003e 2na + Cl2 (само с електролиза на стопилка).

Алуминий се получава чрез електролиза на алуминиев оксиден разтвор в разтопен криолит (Na3 Alf 6).

2AR 2O 3 (имейл) -\u003e 4AL + 3O 2

K (-) al 3+ + 3e ~ -\u003e al

A (+) 2o 2 ~ -2e ~ -\u003e o 2

Електролиза на калиев хидроксид се стопява.

Koh-\u003e K + + OH ~

K (-) k + + 1e -\u003e k 0

A (+) 4OH - - 4E -\u003e O 2 0 + 2N 2

4KOH (имейл) -\u003e 4k 0 + 0 2 0 + 2N 2 O

Електролизата на водните разтвори е по-сложна, тъй като водните молекули могат да бъдат възстановени на електродите в този случай.

Електролиза на водни разтвори на соли По-сложно поради възможно участие в електродните процеси на водните молекули върху катода и на анода.

Правила за електролиза във водни разтвори.

В катода:

1. катиони, разположени в редица метални напрежение от литий до алуминий (включително), както и катиони NN 4 +. Не се възстановяват, вместо това се възстановяват водните молекули:

2N 2 O + 2E-> H 2 + 2H -

2. катиони, разположени в ред на напрежения след алуминий за водород, могат да бъдат възстановени заедно с водните молекули:

2N 2 O + 2E-> H 2 + 2H -

Zn 2+ + 2E-> Zn 0.

3. Ката, разположени в ред напрежения след водород, са напълно възстановени: AG + + 1E-> AG 0.

4. Водородните йони се възстановяват в киселинни разтвори: 2N + + 2E-> H 2.

На анода:

1. Кислород-съдържащи аниони и F - - Не окисляват, вместо това не се окисляват водните молекули:

2N 2 O - 4E-> O 2 + 4N +

2. Отдайте се от сяра, йод, бром, хлор (в тази последователност) се окисляват до прости вещества:

2SL - - 2E-> Кс 2 0 s 2- - 2E-> S 0.

3. Хидроксидните йони се окисляват в алкални разтвори:

4N - - 4E-> O 2 + 2N 2 O

4. Анионите се окисляват в разтвори на карбоксилни соли:

2 R - SO - - 2E-> R - R + 2SO 2

5. Когато се използват разтворими аноди, електроните във външната верига изпраща самия анод поради окисляването на метални атоми, от които е направен анодът:

CU 0 - 2E-> Cu 2+.

Примери за електролизни процеси във водни разтвори на електролити

Пример 1.K2S0 4 -\u003e 2K + + SO 4 2-

K (-) 2H2O + 2E ~ -\u003e Н2 + 2ОН -

A (+) 2H2O - 4E ~ -\u003e O 2 + 4H +

Обща електролиза уравнение: 2H2O (имейл) -\u003e 2 h 2 + 0

Пример 2. NaCl -\u003e Na + + Cl ~

K (-) 2H2O + 2E ~ -\u003e Н2 + 2ОН -

A (+) 2CI - - 2E -\u003e CL 2 0

2NACL + 2H2O (имейл) -\u003e Н2 + 2НАОН + С12

Пример 3. CU SO 4 -\u003e CU 2+ + SO 4 2-

K (-) cu 2+ + 2e ~ -\u003e cu

A (+) 2H2O - 4E ~ -\u003e O 2 + 4H +

Общо уравнение на електролизата: 2 CU SO 4 + 2H20 (ток) -\u003e 2CU + O 2 + 2H2S04

Пример 4. CH3 COONA-\u003e CH3 COO ~ + NA +

K (-) 2H2O + 2E ~ -\u003e Н2 + 2ОН -

A (+) 2ч 3 coo ~ - 2e ~ -\u003e c2Н6 + 2CO2

Обща уравнение на електролизата:

CH3 COONA + 2H2O (имейл) -\u003e Н2 + 2NaHCO 3 + C2H6

Куестове на основното ниво на сложност

Тест върху темата "Електролиза на топи и разтвори на соли. Редица метални напрежения. "

1. Щракнете върху един от продуктите на електролизата във воден разтвор:

1) Kci. 2) CUSO 4 3) FECI 2 4) AGNO 3

2. С електролизата на воден разтвор на калиев нитрат на анода, разпределен: 1) O 2.2) № 23) N2 4) Н23. Водородът се образува при електролизата на водния разтвор: 1) CACI 2. 2) CUSO 4 3) Hg (№ 3) 2 4) AGNO 34. Реакцията е възможна между: 1) Ag и K2S04 (P-P) 2) ZN и KCI (P-P) 3) \\ t Mg и snci 2(P-P) 4) AG и CUSO 4 (P-P) 5. С електролизата на разтвора на натриев йодид при катода на LACMUS цвета в разтвора: 1) Червен 2 ) Син 3) лилаво 4) жълто6. С електролиза на воден разтвор на калиев флуорид върху катоди, разпределен: 1) водород2) флуорид флуор 3) флуор 4) кислород

Задачи по тема "Електролиза"

1. Електролиза 400 g от 20% разтвор катастрофа сол Той е спрян, когато се разделя 11.2 литра (N.U.) Газът е разделен на катода. Степента на разлагане на източника сол (в%) е:

1) 73 2) 54,8 3) 36,8 4) 18

Решаването на проблема.Ние събираме уравнението на реакцията на електролизата: 2NACl + 2H20 → Н2 + С12 + 2НаОХМ (NaCl) \u003d 400 ∙ 0.2 \u003d 80 g соли са в разтвор.ν (Н2) \u003d 11.2 / 22.4 \u003d 0, 5 mol ν (NaCl) \u003d 0.5 ° 2 \u003d 1 молм (NaCl) \u003d 1 \u003d 58.5 \u003d 58.5 g соли се разлагат по време на електролиза. Разграждането на сол от 58.5 / 80 \u003d 0.73 или 73%.

Отговор: 73% от разлага се сол.

2. Провежда се електролизата от 200 g 10% разтвор на хром сулфат (III) към общите разходи за сол (метал се освобождава върху катода). Масата (в грама) на консумираната вода е:

1) 0,92 2) 1,38 3) 2,76 4) 5,52

Решаването на проблема.Ние компилирам уравнението на електролизата: 2cr2 (S04) 3 + 6H2O → 4CR + 3O2 + 6H2S04M (CR2 (SO4) 3) \u003d 200 ∙ 0.1 \u003d 20gν (CR2 (S04)) 3) \u003d 20/392 \u003d 0.051molν (Н20) \u003d 0.051 ∙ 3 \u003d 0.153 молм (Н20) \u003d 0.153 ∙ 18 \u003d 2.76 g

Задачи увеличено ниво Q3 сложност

1. Инсталирайте съответствието между формулата за сол и уравнението на процеса, който тече върху анода по време на електролизата на неговия воден разтвор.

3. Инсталирайте съответствието между формулата за сол и уравнението на процеса, който тече върху катода при електролизата на неговия воден разтвор.

5. Инсталирайте съответствието между името на веществото и продуктите на електролизата на неговия воден разтвор.

Отговори: 1 - 3411, 2 - 3653, 3 - 2353, 4 - 2246, 5 - 145. По пътя, изучаването на тема на електролизата, завършилите се добре се абсорбират от този раздел и показват добри резултати на изпита. Изследването на материала е придружено от презентация по тази тема.

Електролиза (гръцки Elektron - Amber + лизис - разлагане) - Химична реакция, която се осъществява по време на преминаването на постоянен ток през електролита. Това разлагане на вещества върху техните компоненти под действието на електрически ток.

Процесът на електролиза е да се преместят катидите (положително заредени йони) към катода (заредени отрицателно) и неблагоприятно заредени йони (аниони) към анода (заредена положително).

Така че, аните и катията се втурнаха съответно според анода и катода. Ето химическа реакция. За успешно решаване на задачи по тази тема и реакции на писане, е необходимо да се разделят процесите на катода и анода. Така ще бъде изградена тази статия.

Катод

Са привлечени от катоди - положително заредени йони: Na +, K +, CU 2+, FE 3+, AG + и др.

Да се \u200b\u200bустанови какво реакцията е В катода, на първо място, е необходимо да се определи активността на метала: нейната позиция в електрохимичния ред на напрежението на металите.

Ако на катода се появи активен метал (Li, Na, K), тогава водните молекули се възстановяват вместо него, от които се отличава водород. Ако металът със средна активност (CR, Fe, CD) - водород се разпределя върху катода и самият метал. Неефективните метали са подчертани на катода в чиста форма (CU, AG).

Отбелязвам, че алуминият се счита за граница между металите на активната и средна активност в ред на напрежения. С електролизата върху катода, металите към алуминий (включително!) Не са възстановени, вместо това се възстановяват водните молекули - водородът се освобождава.

Ако са получени водородни йони върху катода - Н + (например, с НС1, Н2СО 4 киселинна електролиза), водородът се възстановява от киселинни молекули: 2Н + - 2Н \u003d H2

Анод

Анионите се привличат към анода - отрицателно заредени йони: SO 4 2-, PO4 3-, Cl -, Br -, I -, F -, S 2-, CH3 COO.

С електролиза на кислород-съдържащи аниони: S04 2-, PO4 3- - никой не се окислява върху анода и водните молекули, от които се отличава кислород.

Hexless Anions се окисляват и екскретират от съответните халогени. Сулфиден йон при окисляване на окислението на сяра. Изключение е флуор - ако влезе в анода, водната молекула се изхвърля и кислородът се освобождава. Флуорът е електрическият елемент, следователно е изключение.

Аниони на органични киселини се окисляват по специален начин: радикално съседство с карбоксилната група се удвоява и самата карбоксилна група (COO) се превръща в въглероден диоксид - СО2.

Примери за решения

В процеса на обучение може да срещнете метали, които са пропуснати по ред дейност. На учебния етап можете да използвате разширен брой метални дейности.

Сега ще знаете точно какво се откроява на катода ;-)

Така че, практика. Разбираме какво се оформя върху катода и анода с електролизата на AgCl разтвора, CU (NO 3) 2, ALBR 3, NAF, FEI 2, CH3 cooli.

Понякога в задачи трябва да запишете отговора на електролизата. Информирам: Ако разбирате, че се формира върху катода и какво е на анода, тогава не е трудно да се напише реакция. Вземете, например, електролиза NaCl и напишете реакцията:

NaCl + Н20 → Н2 + С12 + NaOH

Натрий е активен метал, така че водородът се отличава на катода. Анионът не съдържа кислород, халогенът се подчертава - хлор. Ние пишем уравнение, така че не можем да принуждаваме натрий да се изпари без следа :) натрий реагира с вода, се образува NaOH.

Пишаме реакцията на електролиза за CUSO 4:

CUSO 4 + H 2O → CU + O 2 + H2S04

Медът се отнася до ниски активни метали, така че е в чиста форма, разпределена на катода. Анионният кислород-съдържащ, следователно кислородът се освобождава в реакцията. Сулфатният йон не изчезва навсякъде, е свързан с водород и се превръща в мрачна киселина.

Електролиза на стомчета

Всичко, което обсъдихме до тази точка, се отнася до електролизата на разтворите, където разтворителят е вода.

Пред индустриалната химия е важна задача - да се получат метали (вещества) в чиста форма. Ниско ефективните метали (AG, CU) могат лесно да бъдат получени чрез метода на електролиза на разтворите.

Но какво да кажем за активни метали: Na, K, ли? В крайна сметка, с електролиза на техните разтвори, те не се открояват на катода в чистата си форма, вместо това се възстановяват водните молекули и се различава водородът. Тук ще използваме стопилката, която не съдържа вода.

При безводна реакция се топи, това е още по-лесно: веществата се дезинтегрират чрез компоненти:

Alcl 3 → al + cl 2

Libr → li + br 2

Тази статия е написана от Белвеч Юрий Сергеевич и е неговата интелектуална собственост. Копиране, разпространение (включително чрез копиране на други обекти и ресурси в интернет) или всяко друго използване на информация и обекти без предварително съгласие на притежателя на авторските права. За получаване на материалите на статията и разрешението за тяхното използване, моля вижте