آزمایش های موضوعی برای شیمی به عنوان مثال الکترولیز. آماده سازی فارغ التحصیلان به امتحان
مکاتبات بین فرمول نمک و محصول را بر روی یک آند غیر مستقیم با الکترولیز آن نصب کنید راه حل آبزی: به هر موقعیتی که توسط نامه نشان داده شده است، موقعیت مناسب را نشان داده شده توسط شماره را انتخاب کنید.
| فرمول SOLOI | محصول آند | |
| آ. | ب | که در | G. |
تصمیم گیری
با الکترولیز راه حل های آبی نمک، قلیایی و اسیدها بر روی یک آنود غیر فعال:
آب تخلیه می شود و اکسیژن آزاد می شود، اگر نمک اسید حاوی اسید اکسیژن یا اسید هیدروکلریک اسید هیدروکلریک باشد؛
یون های هیدروکسید تخلیه می شوند و اکسیژن آزاد می شود اگر قلیایی باشد؛
باقی مانده های اسید تخلیه می شود، که بخشی از نمک است و ماده ساده مربوط به آن متمایز است، اگر نمک اسید اکسیژن (به جز) باشد.
فرآیند الکترولیز نمک ها بر روی یک خاص رخ می دهد اسیدهای کربوکسیلیک.
پاسخ: 3534.
پاسخ: 3534.
منبع: Yandex: کار آموزشی ege in شیمی انتخاب 1.
مکاتبات بین فرمول ماده و محصول را بر روی کاتد در الکترولیز محلول آبی خود تنظیم کنید: به هر موقعیتی که توسط نامه نشان داده شده است، موقعیت مربوطه را که توسط شماره نشان داده شده انتخاب کنید.
| فرمول مواد | محصول الکترولیز، کاتد |
|
اعداد را در پاسخ با قرار دادن آنها به ترتیب مربوط به حروف بنویسید:
| آ. | ب | که در | G. |
تصمیم گیری
با استفاده از الکترولیز راه حل های آبی نمک در کاتد، اختصاص داده شده است:
هیدروژن، اگر یک نمک فلزی باشد، در یک ردیف از فلزات به سمت چپ آلومینیوم ایستاده است؛
فلز، اگر آن یک نمک فلزی است، ایستاده در یک ردیف از تنش های فلزی به سمت راست هیدروژن؛
فلز و هیدروژن، اگر یک نمک فلزی باشد، در یک ردیف از تنش های فلزی بین آلومینیوم و هیدروژن ایستاده است.
پاسخ: 3511.
پاسخ: 3511.
منبع: Yandex: آموزش کار EME در شیمی گزینه 2.
مکاتبات بین فرمول نمکی و محصول را بر روی یک آندای غیر مستقیم در طول الکترولیز محلول آبی خود نصب کنید: به هر موقعیتی که توسط نامه نشان داده شده است، موقعیت مربوطه را نشان داده شده توسط شماره را انتخاب کنید.
| فرمول SOLOI | محصول آند | |
اعداد را در پاسخ با قرار دادن آنها به ترتیب مربوط به حروف بنویسید:
| آ. | ب | که در | G. |
تصمیم گیری
با الکترولیز راه حل های آبی نمک های حاوی اسیدهای حاوی اکسیژن و فلوراید اکسیژن اکسیژن از آب، بنابراین اکسیژن بر روی آند آزاد می شود. در الکترولیز محلول های آبی اسیدهای اکسیژن، باقی مانده اسید اکسیداسیون است.
پاسخ: 4436.
پاسخ: 4436.
مکاتبات بین فرمول ماده و محصول را نصب کنید، که در یک آندای غیر مستقیم به عنوان یک نتیجه از الکترولیز محلول آبی این ماده تشکیل شده است: به هر موقعیتی که توسط نامه نشان داده شده است، موقعیت مربوطه را که توسط شماره نشان داده شده است را انتخاب کنید .
| فرمول مواد | محصول آند |
2) اکسید گوگرد (IV) 3) اکسید کربن (IV) 5) اکسیژن 6) اکسید نیتروژن (IV) |
اعداد را در پاسخ با قرار دادن آنها به ترتیب مربوط به حروف بنویسید:
| آ. | ب | که در | G. |
الکترولیز ذوب و راه حل (نمک، قلیایی)
اگر الکترود ها را به محلول یا ذوب الکترولیت پایین بیاورید و جریان الکتریکی ثابت را از بین ببرید، یون ها به سمت کاتتیپ ها حرکت می کنند (الکترود منفی منفی)، آنیون ها به آند (الکترود شارژ مثبت) حرکت می کنند.
در کاتد، کاتیون ها الکترونها و بازگرداندن، آنیون ها الکترون ها بر روی آند داده می شوند و اکسیداسیون می شوند. این فرآیند الکترولیز نامیده می شود.
الکترولیز یک فرآیند بازسازی شده است که زمانی که جریان الکتریکی از طریق ذوب یا محلول الکترولیت عبور می کند، بر روی الکترودها جریان می یابد.
الکترولیز نمک های مذاب
فرایند الکترولیز ذوب کلرید سدیم را در نظر بگیرید. جداسازی حرارتی در ذوب در حال انجام است:
$ nacl → na ^ (+) + cl ^ (-). $
تحت عمل جریان الکتریکی Cations $ na ^ (+) $ حرکت به کاتد و الکترونها از آن گرفته شده است:
$ na ^ (+) + ē → (na) ↖ (0) $ (بازیابی).
Anions $ cl ^ (-) $ حرکت به آند و دادن الکترون ها:
$ 2cl ^ (-) - 2ē → (CL_2) ↖ (0) $ (اکسیداسیون).
معادله کل فرآیندها:
$ na ^ (+) + ē → (na) ↖ (0) | 2 دلار
$ 2Cl ^ (-) - 2ē → (CL_2) ↖ (0) | 1 دلار
$ 2NA ^ (+) + 2cl ^ (-) \u003d 2 (na) ↖ (0) + (cl_2) ↖ (0) $
$ 2NACL (→) ↖ (\\ text "الکترولیز") 2NA + CL_2 $
سدیم فلزی بر روی گاز کاتد، گاز گاز کلر بر روی آند تشکیل شده است.
نکته اصلی این است که شما باید به یاد داشته باشید: در فرآیند الکترولیز به علت انرژی الکتریکی انجام می شود واکنش شیمیاییکه نمی تواند به خودی خود برسد.
الکترولیز راه حل های آبی الکترولیت ها
بیشتر دشواری - الکترولیز راه حل های الکترولیت.
در محلول نمک، علاوه بر یون های فلزی و باقی مانده های اسید، مولکول های آب وجود دارد. بنابراین، هنگام توجه به فرایندها بر روی الکترود، لازم است که مشارکت آنها در الکترولیز را در نظر بگیریم.
برای تعیین محصولات الکترولیز راه حل های آبی الکترولیت ها، قوانین زیر وجود دارد:
1. روند در کاتد این وابسته به مواد است که از آن کاتد ساخته شده است، بلکه بر روی موقعیت فلز (کاتیون الکترولیت) در ردیف الکتروشیمیایی تنش ها، و اگر:
1.1. کاتیون الکترولیت در یک ردیف از ولتاژ در ابتدای یک سری از $ Al $ شامل، پس از آن روند بهبود آب در کاتد (هیدروژن برجسته $ n_2 $). کاتیون های فلزی بازسازی نشده اند، آنها در محلول باقی می مانند.
1.2 کاتیون الکترولیت در یک ردیف تنش بین آلومینیوم و هیدروژن قرار دارد، سپس یون های فلزی و مولکول های آب در کاتد بازسازی می شوند.
1.3. CATION ELECTROLYTE در یک ردیف تنش پس از هیدروژن قرار دارد، کاتیون های فلزی بر روی کاتد بازسازی می شوند.
1.4 راه حل شامل کاتیون است فلزات مختلف، من ابتدا کاتیون فلزی را در ردیف تنش ها به سمت راست بازگردانم.
فرآیندهای کاتدیک
2. فرآیند بر روی آندبستگی به ماده آند و بر اساس ماهیت آنیون دارد.
فرآیندهای آنود
2.1. اگر یک آند حل می شود (آهن، روی، مس، نقره و تمام فلزات که در طول الکترولیز اکسید شده اند)، سپس فلز آند اکسید شده است، با وجود ماهیت آنیون.
2.2. اگر یک آند حل نمی شود (آن را غیر مستقیم - گرافیت، طلا، پلاتین)، سپس:
الف) با راه حل های الکترولیز نمک اسیدهای بیت (علاوه بر فلوراید) فرایند اکسیداسیون آنیون در آند قرار دارد؛
ب) با راه حل های الکترولیز نمک اسیدهای حاوی اکسیژن و فلوراید در آند یک فرایند اکسیداسیون آب وجود دارد ($ O_2 اختصاص داده شده است). آنیون ها اکسید نشده اند، آنها در راه حل باقی می مانند؛
ج) آنیون ها با توانایی آنها در اکسیداسیون به ترتیب زیر هستند:
بیایید سعی کنیم این قوانین را در شرایط خاص اعمال کنیم.
الکترولیز محلول کلرید سدیم را در صورتی که آند نامحلول است و اگر آند محلول باشد، در نظر بگیرید.
1) آند غیر قابل حل (به عنوان مثال، گرافیت).
راه حل فرآیند جداسازی الکترولیتی است:
معادله کل:
$ 2H_2O + 2CL ^ (-) \u003d H_2 + CL_2 + 2OH ^ (-) $.
با توجه به حضور یونهای $ na ^ (+) $ در محلول، تشکیل شده است معادله مولکولی:
2) آند محلول (به عنوان مثال، مس):
$ nacl \u003d na ^ (+) + cl ^ (-) $.
اگر آند محلول باشد، سپس فلز آند اکسید شده است:
$ cu ^ (0) -2ē \u003d cu ^ (2 +) $.
Cations $ Cu ^ (2 +) $ پس از ($ n ^ (+) $) در یک ردیف از استرس ها قرار دارد)، آنها بر روی کاتد بازسازی خواهند شد.
غلظت $ NaCl $ در محلول تغییر نمی کند.
الکترولیز محلول سولفات مس (II) را در نظر بگیرید anode نامحلول:
$ cu ^ (2 +) + 2ē \u003d cu ^ (0) | 2 دلار
$ 2H_2O-4ē \u003d O_2 + 4H ^ (+) | $ 1
معادله یون کل:
$ 2CU ^ (2 +) + 2H_2O \u003d 2CU ^ (0) + O_2 + 4H ^ (+) $
معادله کل مولکولی، با توجه به حضور Anions $ SO_4 ^ (2 -) $ در راه حل:
الکترولیز محلول هیدروکسید پتاسیم را در نظر بگیرید آند نامحلول:
$ 2H_2O + 2ē \u003d H_2 + 2OH ^ (-) | $ 2
$ 4OH ^ (-) - 4ē \u003d o_2 + 2H_2O | 1 دلار
معادله یون کل:
$ 4H_2O + 4OH ^ (-) \u003d 2H_2 + 4OH ^ (-) + O_2 + 2H_2O $
معادله مولکولی کل:
$ 2H_2O (→) ↖ (\\ text "electrolysis") 2H_2 + O_2 $
که در این موردبه نظر می رسد، تنها الکترولیز آب در حال انجام است. ما نتیجه مشابهی را به دست می آوریم و در مورد الکترولیز راه حل های $ h_2so_4، nano_3، k_2so_4 $ و غیره
الکترولیز ذوب و راه حل های مواد به طور گسترده ای در صنعت استفاده می شود:
- برای فلزات (آلومینیوم، منیزیم، سدیم، کادمیوم توسط الکترولیز به دست می آید).
- برای به دست آوردن هیدروژن، هالوژن، قلیایی.
- برای تصفیه فلزات - پالایش (تمیز کردن مس، نیکل، سرب با روش الکتروشیمیایی انجام می شود).
- برای محافظت از فلزات از خوردگی (کروم، نیکل، مس، نقره، طلا) - گالوانتگی
- برای نسخه های فلزی، صفحات - الکتریکی
موضوع 6. "الکترولیز راه حل ها و نمک ها ذوب می شود"
1. الکترولیز - اکسیداتیو - روند کاهش جریان بر روی الکترودها زمانی که جریان الکتریکی از طریق محلول یا ذوب الکترولیتی عبور می کند، جریان می یابد.
2. کاتد - الکترود منفی. بازسازی کاتیون های فلزی و هیدروژن (در اسیدها) یا مولکول های آب رخ می دهد.
3. آند یک الکترود مثبت است. اکسیداسیون آنیون های از بقایای اسید و gyrosogroup (در قلیایی) وجود دارد.
4. با الکترولیز محلول نمک در مخلوط واکنش آب وجود دارد. از آنجا که آب همچنین می تواند خواص اکسیداتیو و ترمیم را نشان دهد، این "رقیب" و برای کاتد و فرایندهای آند است.
5. الکترولیز با الکترودهای بی اثر (گرافیت، ذغال سنگ، پلاتین) و یک آند فعال (محلول)، و همچنین الکترولیز ذوب و محلول الکترولیت ها وجود دارد.
فرآیندهای کاتدیک
اگر فلز در یک ردیف از ولتاژ قرار دارد:
موقعیت فلزی در ردیف تنش
ترمیم در کاتد
از لی به آل
بازگرداندن مولکول های آب: 2H2O + 2E- → H20 + 2OH-
از mn به pb
مولکول های آب و کاتیون های فلزی بازسازی می شوند:
2H2O + 2E- → H20 + 2OH-
مردان + + n- → me0
از cu به au
کاتیون های فلزی بازسازی می شوند: مردان + + n- → me0
فرآیندهای آنود
باقی مانده اسید
asm-
anode
محلول
(آهن، روی، مس، نقره ای)
غیر قابل حل
(گرافیت، طلا، پلاتین)
بی عیب
اکسیداسیون آند
m0 - ne- \u003d mn +
راه حل آند
اکسیداسیون آنیون (به جز F-)
asm- - me- \u003d AC0
اکسیژن حاوی
فلوراید - یون (F-)
در محیط های اسیدی و خنثی:
2 H2O - 4E- → O20 + 4H +
در یک محیط قلیایی:
4ON- - 4E- \u003d O20 + 2N2O
نمونه هایی از فرآیندهای الکترولیز ذوب با الکترودهای بی اثر
در ذوب الکترولیت تنها یونهای آن وجود دارد، بنابراین کاتيل های الکترولیتی بر روی کاتد بازسازی می شوند، و آنیون ها بر روی آند اکسید شده اند.
1. الکترولیز ذوب کلرید پتاسیم را در نظر بگیرید.
جداسازی حرارتی KSL → K + + Cl-
k (-) K + + 1E- → K0
A (+) 2SL- - 2E- → CL02
معادله خلاصه:
2xl → 2K0 + CL20
2. الکترولیز کلرید کلسیم را در نظر بگیرید.
جداسازی حرارتی SASL2 → Ca2 + + 2SL
k (-) Ca2 + + 2E- → CA0
A (+) 2SL- - 2E- → CL02
معادله خلاصه:
CaCl2 → CA0 + CL20
3. الکترولیز هیدروکسید پتاسیم را در نظر بگیرید.
جداسازی حرارتی KON → K + +
k (-) K + + 1E- → K0
A (+) 4ON- - 4E- → O20 + 2N2O
معادله خلاصه:
4Cone → 4K0 + O20 + 2N2O
نمونه هایی از فرآیندهای الکترولیز راه حل های الکترولیتی با الکترودهای بی اثر
در مقایسه با ذوب شدن در محلول الکترولیت، علاوه بر یونهای آن، مولکول های آب وجود دارد. بنابراین، هنگام توجه به فرایندها بر روی الکترود، لازم است که مشارکت آنها را در نظر بگیریم. الکترولیز محلول نمک تشکیل شده توسط فلز فعال، ایستاده در یک ردیف تنش به آلومینیوم و باقی مانده اسیدی از اسید حاوی اکسیژن است که به الکترولیز آب می رسد. 1. الکترولیز محلول آبی سولفات منیزیم را در نظر بگیرید. MGSO4 یک نمک است که توسط یک فلز ایستاده در یک ردیف تنش های با آلومینیوم و اکسیژن حاوی باقی مانده اسید تشکیل شده است. معادله تفکیکشی: MGSO4 → Mg2 + + SO42- K (-) 2N2O + 2E- \u003d H20 + 2n- A (+) 2N2O - 4E- \u003d O20 + 4N + کل معادله: 6N2O \u003d 2N20 + 4H- + O20 + 4N + 2N2O \u003d 2N20 + O20 2. الکترولیز محلول آبی سولفات مس را در نظر بگیرید (II). SUSO4 - نمک، که توسط یک فلز کم و اکسیژن حاوی باقی مانده اسید تشکیل شده است. در این مورد، الکترولیز فلز، اکسیژن و اسید مربوطه را در فضای کاتد-آنود تشکیل می دهد. معادله انحلال: CUSO4 → Cu2 + + SO42- به (-) Cu2 + + 2E- \u003d Cu0 A (+) 2N2O - 4E- \u003d O20 + 4N + کل معادله: 2Cu2 + 2N2O \u003d 2CU0 + O20 + 4N + 2CU0 + 2N2O \u003d 2CU0 + O20 + 2N2SO4
3. الکترولیز محلول هیدروژن کلرید کلسیم را در نظر بگیرید. CaCl2 یک نمک است که توسط یک فلز فعال و یک باقی مانده اسید اکسیژن تشکیل شده است. در این مورد، هیدروژن تحت الکترولیز، هالوژن تشکیل شده است و قلیایی در فضای کاتد-آنود تشکیل شده است. معادله انحصاری: CaCl2 → Ca2 + + 2Cl- به (-) 2N2O + 2E- \u003d H20 + 2O- A (+) 2SL- 2E- \u003d CL20 کل معادله: 2N2O + 2Cl- \u003d CL20 + 2O / CaCl2 + 2N2O \u003d CA (OH) 2 + CL20 + H20 4. الکترولیز محلول آبی کلرید مس را در نظر بگیرید (II). CuCl2 یک نمک است که توسط یک فلز کم و اسید اکسیژن اسید تشکیل شده است. در این مورد، فلز و هالوژن تشکیل می شوند. معادله جداسازی: CuCl2 → Cu2 + 2Cl- به (-) Cu2 + + 2E- \u003d Cu0 A (+) 2SL- 2E- \u003d CL20 کل معادله: Cu2 + 2Cl- \u003d Cu0 + CL20 CuCl2 \u003d Cu0 + CL20 5. در نظر بگیرید راه حل الکترولیز فرایند استات سدیم. CH3COONA - نمک، که توسط فلز فعال و باقی مانده اسید کربوکسیلیک تشکیل شده است. در الکترولیز، هیدروژن به دست می آید، قلیایی. معادله انحلال: CH3SOONA → CH3SOO - + NA + K (-) 2N2O + 2E- \u003d 2CE + 2N- A (+) 2CH3COO2E \u003d C2H6 + 2CO2 مجموع معادله: 2N2O + 2CH3COO¯ \u003d H20 + 2HO - + C2H6 + 2CO2 2N2O + 2CH3COONA \u003d 2NAOH + H20 + C2H6 + 2CO2 6. پروسه الکترولیز از راه حل نیکل نیترات را در نظر بگیرید. Ni (NO3) 2 - نمک، که توسط یک فلز ایستاده در یک ردیف از ولتاژ از Mn به H2 و یک باقی مانده اسید حاوی اکسیژن تشکیل شده است. در این فرآیند ما فلز، هیدروژن، اکسیژن و اسید دریافت می کنیم. معادله انحلال: Ni (NO3) 2 → Ni2 + + 2nO3- to (-) Ni2 + 2E- \u003d Ni0 2N2O + 2E- \u003d H20 + 2O- A (+) 2H2O - 4E- \u003d O20 + 4H + معادله رفتاری: Ni2 + + 2N2O + 2H2O \u003d Ni0 + H20 + 2H + O20 + 4H + Ni (NO3) 2 + 2N2O \u003d Ni0 + 2NO3 + H20 + O20 7. فرایند الکترولیز محلول اسید سولفوریک را در نظر بگیرید. معادله تفکیک: H2SO4 → 2H + + SO42- K (-) 2n + + 2E- \u003d H20 A (+) 2H2O - 4E- \u003d O20 + 4H + Summarine معادله: 2N2O + 4N + \u003d 2N20 + O20 + 4H + 2H2O \u003d 2N20 + O20
8. فرایند الکترولیز محلول هیدروکسید سدیم را در نظر بگیرید. در این مورد، تنها الکترولیز آب است. الکترولیز از راه حل های H2SO4، Nano3، K2SO4، و غیره معادله جداسازی: NaOH → NaOH → NaOH → + + 2E- \u003d H20 + 2O- A (+) 4H- - 4E- \u003d معادله 4H2O Summarine معادله: 4H2O + 4OH- \u003d 2H20 + 4OH- + O20 + 2H2O 2H2O \u003d 2H20 + O20
نمونه هایی از فرآیندهای الکترولیز راه حل های الکترولیت با الکترودهای محلول
آند محلول در طول الکترولیز، اکسیداسیون (انحلال) است. 1. فرایند الکترولیز سولفات مس (II) را با یک آند مس در نظر بگیرید. با الکترولیز محلول سولفات مس با یک آنود مس، این فرایند به دلیل ماهیت آنیون به برجسته مس در کاتد و انحلال تدریجی آند کاهش می یابد. مقدار سولفات مس در محلول بدون تغییر باقی می ماند. معادله تفکیک: CUSO4 → Cu2 + + SO42- K (-) Cu2 + + 2E- → Cu0 A (+) Cu0 - 2E- → Cu2 + انتقال یون مسی از آند به کاتد
نمونه هایی از وظایف این موضوع در گزینه های EGE
در 3 (var.5)
مکاتبات بین فرمول ماده و محصولات الکترولیز محلول آبی آن بر روی الکترود های بی اثر را نصب کنید.
فرمول محصولات الکترولیز مواد
a) Al2 (SO4) 3 1. هیدروکسید فلزی، اسید
ب) CSOH 2. فلز، هالوژن
ج) HG (NO3) 2 3. فلز، اکسیژن
د) aubr3 4. هیدروژن، هالوژن 5. هیدروژن، هیدروژن، اکسیژن 6. فلز، اسید، اکسیژن سکته مغزی از استدلال: 1. با الکترولیز Al2 (SO4) 3 و CSOH بر روی کاتد، آب به هیدروژن بازگردانده می شود. ما انواع 1، 2، 3 و 6 را حذف می کنیم. برای AL2 (SO4) 3، آب بر روی آند به اکسیژن اکسید شده است. ما گزینه 5 را انتخاب می کنیم. برای CSOH، یک هیدروکسید یونی بر روی آند به اکسیژن اکسید شده است. ما گزینه ای را انتخاب می کنیم. 3. با الکترولیز Hg (NO3) 2 و AUBR3 در کاتد، بازسازی کاتدی های فلزی وجود دارد. 4. برای Hg (NO3) 2 آب بر روی آند اکسید شده است. یون نیترات در محلول با کاتیون های هیدروژن همراه است، در فضای آنودیک تشکیل شده است اسید نیتریک. ما گزینه را انتخاب می کنیم. 5. برای AUBR3، آنیون BR2 بر روی آند اکسید شده است. گزینه 2 را انتخاب کنید.
ولی
ب
که در
G.
5
5
6
2
در 3 (var.1)
مکاتبات بین نام ماده و روش به دست آوردن آن را تنظیم کنید.
نام ماده توسط الکترولیز A) لیتیوم 1) لیتیوم 1) راه حل LIF B) Fluorine 2) Melt Lif C) نقره 3) راه حل MGCL2 G) منیزیم 4) Agno3 راه حل 5) ذوب Ag2O 6) MOLTA MGCL2 سکته مغزی استدلال: 1. شبیه به الکترولیز کلرید سدیم، فرآیند الکترولیز ذوب لیتیوم فلوراید ادامه دارد. برای گزینه های A و B، ما پاسخ را انتخاب می کنیم 2. 2. نقره ممکن است آن را از راه حل نمک آن - نیترات نقره بازگردانید. 3. از محلول نمک منیزیم نمی تواند بازسازی شود. ما گزینه 6 را انتخاب می کنیم - ذوب کلرید منیزیم.
ولی
ب
که در
G.
2
2
4
6
در 3 (var.9)
مکاتبات بین فرمول نمک و معادله فرآیند جریان بر روی کاتد را در طول الکترولیز محلول آبی خود نصب کنید.
معادله فرمول نمک فرآیند کاتد
a) al (no3) 3 1) 2H2O - 4E- → O2 + 4H +
ب) CuCl2 2) 2H2O + 2E- → H2 + 2OH-
ج) SBCL3 3) CU2 + + 1E- → Cu +
د) Cu (NO3) 2 4) SB3 + - 2 E- → SB5 + 5) SB3 + + 3E- → SB0
6) Cu2 + + 2E- → Cu0
دوره استدلال: 1. فرآیندهای بازیابی کاتیون های فلزی یا جریان آب در کاتد. بنابراین، بلافاصله گزینه های 1 و 4. را حذف کنید. 2. برای آل (NO3) 3: روند بازیابی آب بر روی کاتد است. گزینه را انتخاب کنید 2. 3. برای CuCl2: Cu2 + کاتیون های فلزی بازسازی می شوند. گزینه را انتخاب کنید 6. 4. برای SBCL3: SB3 + کاتیون های فلزی بازسازی می شوند. گزینه را انتخاب کنید 5. 5. برای Cu (NO3) 2: Cu2 + Cations Metal Restored. گزینه را انتخاب کنید 6.
ولی
ب
که در
G.
2
الکترود که بازسازی آن اتفاق می افتد یک کاتد نامیده می شود.
الکترود که اکسیداسیون رخ می دهد یک آند است.
فرایندهای موجود در الکترولیز ذوب نمک های اسیدهای اکسیژن را در نظر بگیرید: HCl، HBR، HI، H 2 S (به استثنای فلوراید یا مایع - HF).
در ذوب، چنین نمک شامل کاتیون های فلزی و آنیون های اسید باقی مانده است.
مثلا، naCl \u003d na + + + -
در کاتد: na + + ē \u003d na سدیم فلزی تشکیل شده است (در مورد کلی - فلز موجود در نمک)
در آند: 2Cl - - 2ē \u003d CL 2 کلر گازی تشکیل شده است (در مورد کلی - هالوژن، که بخشی از باقی مانده اسید - به جز فلوئور - یا گوگرد)
فرآیندهای رخ داده در الکترولیز راه حل های الکترولیت را در نظر بگیرید.
فرآیندهای جریان بر روی الکترود ها با ارزش پتانسیل الکترود استاندارد و غلظت الکترولیت (معادله Nernst) تعیین می شود. که در دوره مدرسه وابستگی پتانسیل الکترود از غلظت الکترولیت در نظر گرفته نشده است و مقادیر عددی مقادیر پتانسیل الکترود استاندارد استفاده نمی شود. برای دانش آموزان کافی است بدانید که در تعدادی از تنش های الکتروشیمیایی فلزات (تعدادی از فعالیت های فلزی) ارزش پتانسیل الکترود استاندارد جفت ME + N / ME:
- از چپ به راست افزایش می یابد
- فلزات، ایستاده در یک ردیف به هیدروژن، مقدار منفی این مقدار را دارند
- هیدروژن، هنگام بازگرداندن واکنش 2n + + 2ē \u003d h 2، (I.E. از اسید) دارای مقدار صفر از پتانسیل الکترود استاندارد است
- فلزات ایستاده در یک ردیف پس از هیدروژن، مقدار مثبت این مقدار را دارند.
! هیدروژن هنگامی که توسط واکنش بازسازی شده است:
2H 2 O + 2ē \u003d 2H - + H 2، (به عنوان مثال، از آب در یک محیط خنثی) دارای مقدار منفی پتانسیل الکترود استاندارد -0.41 است
مواد آند می تواند محلول (آهن، کروم، روی، مس، نقره، و غیره فلزات) و غیر قابل حل - (زغال سنگ، گرافیت، طلا، پلاتین) باشد، بنابراین، یون ها زمانی تشکیل می شوند که آند در راه حل وجود داشته باشد:
من - nē \u003d من + n
یون های فلزی تشکیل شده در محلول الکترولیت وجود دارد و فعالیت الکتروشیمیایی آنها نیز باید مورد توجه قرار گیرد.
بر اساس این، قوانین زیر را می توان برای فرایندهای جریان در کاتد تعریف کرد:
1. کاتیون الکترولیت در یک ردیف الکتروشیمیایی تنش های فلزات به آلومینیوم به طور کلی، بازیابی آب پردازش می شود:
2H 2 O + 2ē \u003d 2H - + H 2
کاتیون های فلزی در محلول، در فضای کاتد باقی می ماند
2. کاتیون الکترولیت بین آلومینیوم و هیدروژن، بسته به غلظت الکترولیت یا فرآیند بازیابی آب یا فرآیند بهبود یون های فلزی مورد نیاز است. از آنجا که غلظت در این کار مشخص نشده است، هر دو فرایند ممکن ثبت شده اند:
2H 2 O + 2ē \u003d 2H - + H 2
من + n + nē \u003d من
3. کاتیون الکترولیت یون های هیدروژن، I.E. الکترولیت - اسید. یون های هیدروژن بازسازی می شوند:
2n + + 2ē \u003d h 2
4. کاتیون الکترولیت پس از هیدروژن است، کاتیون های فلزی بازسازی می شوند.
من + n + nē \u003d من
فرآیند آند بستگی به ماده آند و ماهیت آنیون دارد.
1. اگر آند (به عنوان مثال، آهن، روی، مس، نقره) حل شود، سپس فلز آند اکسید شده است.
من - nē \u003d من + n
2. اگر آنت آنت، I.E. نه حل شدن (گرافیت، طلا، پلاتین):
الف) با الکترولیز راه حل های نمک های اسید اکسیژن اسید (به جز فلوراید)، روند اکسیداسیون آنیون در حال انجام است؛
2Cl - - 2ē \u003d CL 2
2br. - - 2ē \u003d br 2
2i - - 2ē \u003d من 2
S 2 - - 2ē \u003d
ب) با الکترولیز راه حل های قلیایی، روند اکسیداسیون هیدروکسیوروپ عبارت است از:
4OH. - - 4ē \u003d 2H 2 O + O 2
ج) با الکترولیز راه حل های اسیدهای حاوی اکسیژن: HNO 3، H 2 SO 4، H 2 CO 3، H 3 PO 4 و فلوراید، فرایند اکسیداسیون آب در حال انجام است.
2H 2 O - 4ē \u003d 4H + + O 2
د) تحت الکترولیز استات های استات (اسید استات یا اتیانو اسید) با یون استات به اتوز به اتان و اکسید کربن (IV) - دی اکسید کربن اکسید کربن اکسید شده است.
2 SOO 3 - - 2ē \u003d C 2 H 6 + 2SO 2
نمونه هایی از وظایف
1. مکاتبات بین فرمول نمکی و محصول را بر روی یک آندای غیر مستقیم با الکترولیز محلول آبی آن نصب کنید.
فرمول SOLOI
a) niso 4
ب) naclo 4
ج) licl
د) rbbr.
محصول آند
1) S 2) SO 2 3) CL 2 4) O 2 5) H 2 6) Br 2
تصمیم گیری:
از آنجایی که آند آنت در این کار مشخص شده است، ما تنها تغییراتی را که با بقایای اسید تشکیل شده در طی جداسازی نمک تشکیل شده است، در نظر می گیریم:
بنابراین 4 2. - باقی مانده اسید اسید اکسیژن حاوی اسید. یک فرایند اکسیداسیون آب وجود دارد، اکسیژن آزاد می شود. پاسخ 4
CLO 4 - باقی مانده اسید اسید اکسیژن حاوی اسید. یک فرایند اکسیداسیون آب وجود دارد، اکسیژن آزاد می شود. پاسخ 4
cl - باقی مانده اسید اسید اکسیژن. یک فرایند اکسیداسیون باقی مانده اسیدی وجود دارد. کلر متمایز است پاسخ 3
br. - باقی مانده اسید اسید اکسیژن. یک فرایند اکسیداسیون باقی مانده اسیدی وجود دارد. اختصاص داده شده در بروم پاسخ 6
کل پاسخ: 4436
2. مکاتبات بین فرمول نمک و محصول را بر روی کاتد در الکترولیز محلول آبی خود نصب کنید.
فرمول SOLOI
a) آل (شماره 3) 3
ب) HG (شماره 3) 2
ج) Cu (شماره 3) 2
د) نانو 3
محصول آند
1) هیدروژن 2) آلومینیوم 3) جیوه 4) مس 5) اکسیژن 6) سدیم
تصمیم گیری:
از آنجا که کاتد در این کار مشخص شده است، ما تنها تغییراتی را که با کاتیون های فلزات تشکیل شده در طی جداسازی نمک تشکیل شده است، در نظر می گیریم:
AL 3+. مطابق با موقعیت آلومینیوم در ردیف الکتروشیمیایی ولتاژ فلزات (از ابتدای ردیف به آلومینیوم شامل) فرآیند بازیابی آب خواهد بود. هیدروژن متمایز است پاسخ 1.
HG 2+ مطابق با موقعیت جیوه (پس از هیدروژن) یک فرآیند بهبود یونهای جیوه خواهد بود. این جیوه تشکیل شده است. پاسخ 3
CU 2+ مطابق با موقعیت مس (پس از هیدروژن) یک فرآیند بازگرداندن یونهای مس وجود خواهد داشت. پاسخ 4
na + مطابق با موقعیت سدیم (از ابتدای یک عدد به آلومینیوم شامل) فرآیند بازیابی آب خواهد بود. پاسخ 1.
مجموع پاسخ: 1341
برگشت به جلو
توجه! اسلایدهای پیش نمایش به طور انحصاری برای اهداف اطلاعاتی مورد استفاده قرار می گیرند و ممکن است ایده هایی در مورد تمام قابلیت های ارائه ارائه ندهند. اگر شما علاقه مند به این کار هستید، لطفا نسخه کامل را دانلود کنید.
نتایج EME نشان می دهد که وظایف بر روی موضوع "الکترولیز" برای فارغ التحصیلان پیچیده است. که در برنامه مدرسه مطالعه این موضوع تعداد کمی از ساعت ها داده شده است. بنابراین، هنگام تهیه دانش آموزان به امتحان، لازم است که این موضوع را بسیار دقیق بررسی کنید. شناخت مبانی الکتروشیمی به فارغ التحصیل کمک خواهد کرد تا با موفقیت امتحانات را انجام دهد و آموزش را در موسسه آموزشی بالاتر ادامه دهد. برای مطالعه موضوع "الکترولیز" در سطح کافی باید برگزار شود کار آماده سازی با فارغ التحصیلان EGE: - در نظر بگیرید که مفاهیم اساسی را در موضوع "الکترولیز" تعریف کنید؛ - تجزیه و تحلیل فرآیند الکترولیز ذوب و راه حل های الکترولیت؛ - قوانین برای بازگرداندن کاتیون ها در کاتد و اکسیداسیون آنیون ها بر روی آند (نقش مولکول های آب در طول الکترولیز راه حل؛ - مهارت های تشکیل برای معادلات فرآیند الکترولیز (فرایندهای کاتد و آند)؛ - آموزش دانش آموزان برای انجام وظایف معمول سطح پایه (وظایف)، بالا و سطح بالا مشکلات الکترولیز - فرآیند بازسازی شده در راه حل ها و ذوب الکترولیت ها در طول عبور جریان مستقیم الکتریکی جریان می یابد. در محلول یا الکترولیت ذوب، جداسازی آن بر روی یون ها رخ می دهد. هنگامی که جریان الکتریکی روشن می شود، حرکت جهت و روی سطح الکترودها ممکن است فرآیندهای Redox رخ دهد. anode - الکترود مثبت، فرایندهای اکسیداسیون را می گیرد.
کاتد یک الکترود منفی است، فرایندهای بازیابی بر روی آن وجود دارد.
الکترولیز ذوب این استفاده می شود برای به دست آوردن فلزات فعال واقع در یک ردیف تنش های آلومینیومی (شامل).
الکترولیز ذوب سدیم کلرید
k (-) na + + 1e -\u003e na 0
A (+) 2Cl - - 2E -\u003e CL 2 0
2NACL (ایمیل) -\u003e 2NA + CL 2 (فقط با الکترولیز ذوب).
آلومینیوم توسط الکترولیز محلول اکسید آلومینیوم در کریولیت مذاب (Na 3 ALF 6) به دست می آید.
2AL 2 O 3 (ایمیل) -\u003e 4AL + 3O 2
k (-) Al 3+ + 3E ~ -\u003e AL
A (+) 2O 2 ~ -2e ~ -\u003e O 2
الکترولیز هیدروکسید پتاسیم ذوب می شود.
KOH-\u003e K + + OH ~
K (-) K + + 1E -\u003e K 0
A (+) 4OH - - 4E -\u003e O 2 0 + 2N 2
4KOH (ایمیل) -\u003e 4K 0 + O 2 0 + 2n 2 O
الکترولیز راه حل های آبی پیچیده تر است، زیرا مولکول های آب می توانند بر روی الکترود ها در این مورد بازسازی شوند.
الکترولیز راه حل های آبی نمک پیچیده تر به دلیل مشارکت احتمالی در فرایندهای الکترود مولکول های آب بر روی کاتد و آند.
قوانین الکترولیز در محلول های آبی.
در کاتد:
1. کاتیون، واقع در یک ردیف از ولتاژ فلزات از لیتیوم به آلومینیوم (شامل)، و همچنین کاتدی nn 4 +. بازگرداندن، مولکول های آب به جای آن بازسازی می شوند:
2n 2 o + 2e-> H 2 + 2H -
2. Cations، واقع در یک ردیف تنش پس از آلومینیوم به هیدروژن، می تواند همراه با مولکول های آب بهبود یابد:
2n 2 o + 2e-> H 2 + 2H -
Zn 2+ + 2E-> Zn 0
3. Cations، واقع در یک ردیف از ولتاژ پس از هیدروژن، به طور کامل بازسازی شده است: AG + + 1E-> Ag 0
4. یون های هیدروژن در محلول های اسید بازسازی می شوند: 2n + + 2e-> H 2
در آند:
1. آنیون های حاوی اکسیژن و f - - اکسیداسیون نکنید، مولکول های آب به جای آن اکسید می شوند:
2N 2 O - 4E-> o 2 + 4n +
2. ایو سولفور، ید، برم، کلر (در این توالی) به مواد ساده اکسید شده است:
2SL - - 2E-> cl 2 0 S 2- - 2E-> s 0
3. یون های هیدروکسید در راه حل های قلیایی اکسید شده اند:
4ON - - 4E-> o 2 + 2n 2 o
4. آنیون ها در راه حل های نمک های کربوکسیلیک اکسید شده اند:
2 R - SOO - - 2E-> R - R + 2SO 2
5. هنگام استفاده از آنودای محلول، الکترونها به زنجیره بیرونی خود را به علت اکسیداسیون اتم های فلزی که از آن آند ساخته شده است، ارسال می کند:
Cu 0 - 2e-> CU 2+
نمونه هایی از فرآیندهای الکترولیز در محلول های آبی الکترولیت ها
مثال 1K 2 SO 4 -\u003e 2K + + SO 4 2-
k (-) 2H 2 O + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -
A (+) 2H 2 O - 4E ~ - \u003e\u003e O 2 + 4H +
معادله الکترولیز عمومی: 2H 2 O (ایمیل) -\u003e 2 H 2 + O 2
مثال 2. NaCl -\u003e Na + + Cl ~
k (-) 2H 2 O + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -
A (+) 2Cl - - 2E -\u003e CL 2 0
2NACL + 2H 2 O (ایمیل) -\u003e H 2 + 2NAOH + CL 2
مثال 3. Cu SO 4 -\u003e CU 2+ + SO 4 2-
k (-) Cu 2+ + 2E ~ -\u003e Cu
A (+) 2H 2 O - 4E ~ - \u003e\u003e O 2 + 4H +
معادله کلی الکترولیز: 2 Cu SO 4 + 2H 2 O (جریان) -\u003e 2CU + O 2 + 2H 2 SO 4
مثال 4. CH 3 Coona-\u003e CH 3 COO ~ + Na +
k (-) 2H 2 O + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -
A (+) 2ch 3 COO ~ - 2E ~ -\u003e C 2 H 6 + 2CO 2
معادله الکترولیز عمومی:
CH 3 COONA + 2H 2 O (ایمیل) -\u003e H 2 + 2NAHCO 3 + C 2 H 6
ماموریت سطح پایه پیچیدگی
تست بر روی موضوع "الکترولیز ذوب و راه حل های نمک. تعدادی از ولتاژ های فلزی. "
1. کلیک کنید یکی از محصولات الکترولیز در یک محلول آبی است:
1) kci 2) Cuso 4 3) Feci 2 4) Agno 3
2. با الکترولیز محلول آبی نیترات پتاسیم بر روی آنود اختصاص داده شده: 1) o 22) NO 2 3) N 2 4) H 23. هیدروژن تحت الکترولیز محلول آبی تشکیل شده است: 1) CACI 2 2) CUSO 4 3) HG (شماره 3) 2 4) Agno 34. واکنش بین: 1) Ag و K 2 SO 4 (P-P) 2) Zn و KCI (P-P) 3) mg و snci 2(P-P) 4) AG و CUSO 4 (P-P) 5. با الکترولیز محلول یدید سدیم در کاتد رنگ لاکوموس در محلول: 1) قرمز 2 ) آبی 3) بنفش 4) زرد 6. با الکترولیز محلول آبی فلوراید پتاسیم در کاتد اختصاص داده شده: 1) هیدروژن2) فلوراید فلورین 3) فلوراید 4) اکسیژن
وظایف بر روی موضوع "الکترولیز"
1. الکترولیز 400 گرم از یک راه حل 20٪ نمک زده هنگامی که گاز 11.2 لیتر (N.u.) در کاتد جدا شد متوقف شد. درجه تجزیه نمک منبع (در٪) عبارتند از:
1) 73 2) 54,8 3) 36,8 4) 18
راه حل مشکل.ما معادله واکنش الکترولیز را کامپایل می کنیم: 2NACL + 2H 2 O → H 2 + CL 2 + 2naOHM (NaCl) \u003d 400 ∙ 0.2 \u003d 80 گرم نمک ها در محلول قرار گرفتند. (H 2) \u003d 11.2 / 22.4 \u003d 0 5 مول ν (NaCl) \u003d 0.5 ∙ 2 \u003d 1 molm (NaCl) \u003d 1 ∙ 58.5 \u003d 58.5 گرم نمک در هنگام الکترولیز تجزیه شد. تجزیه نمک 58.5 / 80 \u003d 0.73 یا 73٪.پاسخ: 73٪ نمک تجزیه شده است.
2. الکترولیز 200 گرم یک محلول سولفات کروم 10٪ (III) را به کل هزینه های نمک (فلز در کاتد آزاد شده) انجام داد. جرم (در گرم) آب مصرف شده است:
1) 0,92 2) 1,38 3) 2,76 4) 5,52
راه حل مشکل.ما معادله واکنش الکترولیز را کامپایل می کنیم: 2Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O → 4CR + 3O 2 + 6H 2 SO 4M (CR 2 (SO 4) 3) \u003d 200 ∙ 0.1 \u003d 20gν (Cr 2 (SO 4) 3) \u003d 20/392 \u003d 0.051molν (H 2 O) \u003d 0.051 ∙ 3 \u003d 0.153 MOLM (H 2 O) \u003d 0.153 ∙ 18 \u003d 2.76 گرموظایف افزایش سطح پیچیدگی Q3
1. مکاتبات بین فرمول نمک و معادله فرآیند جریان بر روی آند را در طول الکترولیز محلول آبی آن نصب کنید.
3. مکاتبات بین فرمول نمک و معادله فرآیند جریان بر روی کاتد را در الکترولیز محلول آبی آن نصب کنید.
5. مکاتبات بین نام ماده و محصولات الکترولیز محلول آبی آن را نصب کنید.
پاسخ: 1 - 3411، 2 - 3653، 3 - 2353، 4 - 2246، 5 - 145. در راه مطالعه موضوع الکترولیز، فارغ التحصیلان به خوبی توسط این بخش جذب می شوند و نتایج خوبی در امتحان نشان می دهند. مطالعه مواد همراه با ارائه در این موضوع همراه است.
