Тематичні тести з хімії ЄДІ електроліз. Підготовка випускників до ЗНО

Установіть відповідність між формулою солі і продуктом, що утворюється на інертному аноді при електролізі її водного розчину: До кожної позиції, позначеної буквою, підберіть відповідну позицію, позначену цифрою.

ФОРМУЛА СОЛІ		ПРОДУКТ на анод

A	Б	В	Г

Рішення.

При електролізі водних розчинів солей, лугів і кислот на інертному аноді:

Розряджається вода і виділяється кисень, якщо це сіль кисневмісної кислоти або сіль фтороводородной кислоти;

Розряджаються гідроксид-іони і виділяється кисень, якщо це луг;

Розряджається кислотний залишок, що входить до складу солі, і виділяється відповідне проста речовина, якщо це сіль безкисневому кислоти (крім).

По особливому відбувається процес електролізу солей карбонових кислот.

Відповідь: 3534.

Відповідь: 3534

Джерело: Яндекс: тренувальна робота ЄДІ з хімії. Варіант 1.

Установіть відповідність між формулою речовини та продуктом, що утворюється на катоді при електролізі його водного розчину: до кожної позиції, позначеної буквою, підберіть відповідну позицію, позначену цифрою.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА		ПРОДУКТ ЕЛЕКТРОЛІЗУ, Образ на катод

Запишіть у відповідь цифри, розташувавши їх в порядку, відповідному буквах:

A	Б	В	Г

Рішення.

При електролізі водних розчинів солей на катоді виділяється:

Водень, якщо це сіль металу, що стоїть в ряду напруг металів лівіше алюмінію;

Метал, якщо це сіль металу, що стоїть в ряду напруг металів правіше водню;

Метал і водень, якщо це сіль металу, що стоїть в ряду напруг металів між алюмінієм і воднем.

Відповідь: 3511.

Відповідь: 3511

Джерело: Яндекс: Тренувальна робота ЄДІ з хімії. Варіант 2.

Установіть відповідність між формулою солі і продуктом, що утворюється на інертному аноді при електролізі її водного розчину: до кожної позиції, позначеної буквою, підберіть відповідну позицію, позначену цифрою.

ФОРМУЛА СОЛІ		ПРОДУКТ на анод

Запишіть у відповідь цифри, розташувавши їх в порядку, відповідному буквах:

A	Б	В	Г

Рішення.

При електролізі водних розчинів солей кисневмісних кислот і фторидів окислюється кисень з води, тому на аноді виділяється кисень. При електролізі водних розчинів безкисневих кислот йде окислення кислотного залишку.

Відповідь: 4436.

Відповідь: 4436

Установіть відповідність між формулою речовини та продуктом, який утворюється на інертному аноді в результаті електролізу водного розчину цієї речовини: до кожної позиції, позначеної буквою, підберіть відповідну позицію, позначену цифрою.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА	ПРОДУКТ на анод
	2) оксид сірки (IV) 3) оксид вуглецю (IV) 5) кисень 6) оксид азоту (IV)

Запишіть у відповідь цифри, розташувавши їх в порядку, відповідному буквах:

A	Б	В	Г

Електроліз розплавів і розчинів (солей, лугів)

Якщо в розчин або розплав електроліту опустити електроди і пропустити постійний електричний струм, то іони будуть рухатися направлено: катіони до катода (негативно зарядженого електроду), аніони до анода (позитивно зарядженого електроду).

На катоді катіони приймають електрони і відновлюються, на аноді аніони віддають електрони і окислюються. Цей процес називають електролізом.

Електроліз - це окислювально-відновний процес, що протікає на електродах при проходженні електричного струму через розплав або розчин електроліту.

Електроліз розплавлених солей

Розглянемо процес електролізу розплаву хлориду натрію. У розплаві йде процес термічної дисоціації:

$ NaCl → Na ^ (+) + Cl ^ (-). $

Під дією електричного струму катіони $ Na ^ (+) $ рухаються до катода і приймають від нього електрони:

$ Na ^ (+) + ē → (Na) ↖ (0) $ (відновлення).

Аніони $ Cl ^ (-) $ рухаються до анода і віддають електрони:

$ 2Cl ^ (-) - 2ē → (Cl_2) ↖ (0) $ (окислення).

Сумарне рівняння процесів:

$ Na ^ (+) + ē → (Na) ↖ (0) | 2 $

$ 2Cl ^ (-) - 2ē → (Cl_2) ↖ (0) | 1 $

$ 2Na ^ (+) + 2Cl ^ (-) \u003d 2 (Na) ↖ (0) + (Cl_2) ↖ (0) $

$ 2NaCl (→) ↖ (\\ text "електроліз") 2Na + Cl_2 $

На катоді утворюється металевий натрій, на аноді - газоподібний хлор.

Головне, що ви повинні пам'ятати: в процесі електролізу за рахунок електричної енергії здійснюється хімічна реакція, Яка самовільно йти не може.

Електроліз водних розчинів електролітів

Більш складний випадок - електроліз розчинів електролітів.

У розчині солі, крім іонів металу і кислотного залишку, присутні молекули води. Тому при розгляді процесів на електродах необхідно враховувати їх участь в електролізі.

Для визначення продуктів електролізу водних розчинів електролітів існують такі правила:

1. Процес на катоді залежить не від матеріалу, з якого зроблений катод, а від положення металу (катіона електроліту) в електрохімічному ряду напружень, при цьому якщо:

1.1. Катіон електроліту розташований в ряду напруг на початку ряду по $ Al $ включно, то на катоді йде процес відновлення води (виділяється водень $ Н_2 $). Катіони металу не відновлюються, вони залишаються в розчині.

1.2. Катіон електроліту знаходиться в ряду напруг між алюмінієм і воднем, то на катоді відновлюються одночасно і іони металу, і молекули води.

1.3. Катіон електроліту знаходиться в ряду напруг після водню, то на катоді відновлюються катіони металу.

1.4. У розчині містяться катіони різних металів, То спочатку відновлюється катіон металу, що стоїть в ряду напруг правіше.

катодні процеси

2. Процес на анодізалежить від матеріалу анода і від природи аніону.

анодні процеси

2.1. якщо анод розчиняється (Залізо, цинк, мідь, срібло і всі метали, які окислюються в процесі електролізу), то окислюється метал анода, не дивлячись на природу аниона.

2.2. якщо анод розчиняється (Його називають інертним - графіт, золото, платина), то:

а) при електролізі розчинів солей безкисневих кислот (крім фторидів) На аноді йде процес окислення аніону;

б) при електролізі розчинів солей кисневмісних кислот і фторидів на аноді йде процес окислення води (виділяється $ О_2 $). Аніони, що не окислюється, вони залишаються в розчині;

в) аніони по їх здатності окислюватися розташовуються в наступному порядку:

Спробуємо застосувати ці правила в конкретних ситуаціях.

Розглянемо електроліз розчину хлориду натрію в разі, якщо анод нерозчинний і якщо анод розчинний.

1) Анод нерозчинний (Наприклад, графітовий).

У розчині йде процес електролітичноїдисоціації:

Сумарне рівняння:

$ 2H_2O + 2Cl ^ (-) \u003d H_2 + Cl_2 + 2OH ^ (-) $.

З огляду на присутність іонів $ Na ^ (+) $ в розчині, складаємо молекулярне рівняння:

2) Анод розчинний (Наприклад, мідний):

$ NaCl \u003d Na ^ (+) + Cl ^ (-) $.

Якщо анод розчинний, то метал анода буде окислюватися:

$ Cu ^ (0) -2ē \u003d Cu ^ (2 +) $.

Катіони $ Cu ^ (2 +) $ в ряді напруг стоять після ($ Н ^ (+) $), завдяки чому вони і будуть відновлюватися на катоді.

Концентрація $ NaCl $ в розчині не змінюється.

Розглянемо електроліз розчину сульфату міді (II) на нерозчинному аноді:

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

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

Сумарне іонне рівняння:

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

Сумарне молекулярне рівняння з урахуванням присутності аніонів $ SO_4 ^ (2 -) $ в розчині:

Розглянемо електроліз розчину гідроксиду калію на нерозчинному аноді:

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

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

Сумарне іонне рівняння:

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

Сумарне молекулярне рівняння:

$ 2H_2O (→) ↖ (\\ text "електроліз") 2H_2 + O_2 $

В даному випадку, виявляється, йде тільки електроліз води. Аналогічний результат отримаємо і в разі електролізу розчинів $ H_2SO_4, NaNO_3, K_2SO_4 $ і ін.

Електроліз розплавів і розчинів речовин широко використовується в промисловості:

1. Для отримання металів (алюміній, магній, натрій, кадмій отримують тільки електролізом).
2. Для отримання водню, галогенів, лугів.
3. Для очищення металів - рафінування (очищення міді, нікелю, свинцю проводять електрохімічним методом).
4. Для захисту металів від корозії (хрому, нікелю, міді, срібла, золота) - гальваностегія.
5. Для отримання металевих копій, пластинок - гальванопластика.

Тема 6. «Електроліз розчинів і розплавів солей»
1. Електроліз - окисно - відновний процес, що протікає на електродах при пропущенні електричного струму через розчин або розплав електроліту.
2. Катод - отріцательнозаряженний електрод. Відбувається відновлення катіонів металів і водню (в кислотах) або молекул води.
3. Анод - положітельнозаряженний електрод. Відбувається окислення аніонів кислотного залишку і гіроксогруппи (в лугах).
4. При електролізі розчину солі в реакційній суміші присутній вода. Оскільки вода може проявляти і окисні і відновні властивості, то вона є «конкурентом» і для катодних і для анодних процесів.
5. Розрізняють електроліз з інертними електродами (графітові, вугільні, платинові) і активним анодом (розчинним), а також електроліз розплавів і розчинів електролітів.
катодного процесу
Якщо метал знаходиться в ряду напруг:
Положення металу в ряді напруг
Відновлення на катоді
від Li до Al
Відновлюються молекули води: 2H2O + 2e- → H20 + 2OH-
від Mn до Pb
Відновлюються і молекули води і катіони металу:
2H2O + 2e- → H20 + 2OH-
Men + + ne- → Me0
від Сu до Au
Відновлюються катіони металів: Men + + ne- → Me0
анодному процесу
кислотний залишок
Асm-
анод
розчинна
(Залізо, цинк, мідь, срібло)
нерозчинний
(Графіт, золото, платина)
безкисневий
Окислення металу анода
М0 - nе- \u003d Mn +
анод розчин
Окислення аніону (крім F-)
Асm- - me- \u003d Ас0
кисневмісний
Фторид - іон (F-)
У кислотному і нейтральному середовищах:
2 H2O - 4e- → О20 + 4H +
У лужному середовищі:
4ОН- - 4е- \u003d О20 + 2Н2O
Приклади процесів електролізу розплавів з інертними електродами
У розплаві електроліту присутні тільки його іони, тому на катоді відновлюються катіони електроліту, а на аноді окислюються аніони.
1. Розглянемо електроліз розплаву хлориду калію.
Термічна дисоціація КСl → K + + Cl-
К (-) До + + 1e- → K0
А (+) 2Сl- - 2e- → Cl02
Сумарні рівняння:
2КСl → 2K0 + Cl20
2. Розглянемо електроліз розплаву хлориду кальцію.
Термічна дисоціація СаСl2 → Са2 + + 2Сl-
К (-) Са2 + + 2e- → Са0
А (+) 2Сl- - 2e- → Cl02
Сумарні рівняння:
СаСl2 → Ca0 + Cl20
3. Розглянемо електроліз розплаву гідроксиду калію.
Термічна дисоціація КОН → До + + ОН-
К (-) До + + 1e- → К0
А (+) 4ОН- - 4e- → О20 + 2Н2О
Сумарні рівняння:
4КОН → 4К0 + О20 + 2Н2О
Приклади процесів електролізу розчинів електролітів з інертними електродами
На відміну від розплавів в розчині електроліту, крім його іонів, присутні молекули води. Тому при розгляді процесів на електродах необхідно враховувати їх участь. Електроліз розчину солі, утвореної активним металом, хто стоїть в ряду напруг до алюмінію і кислотним залишком кислородосодержащей кислоти зводиться до електролізу води. 1. Розглянемо електроліз водного розчину сульфату магнію. MgSO4 - сіль, яка утворена металом, хто стоїть в ряду напруг до алюмінію і кисневмісних кислотним остатаком. Рівняння дисоціації: MgSO4 → Mg2 + + SO42- К (-) 2Н2О + 2е- \u003d Н20 + 2ОН- А (+) 2Н2О - 4е- \u003d О20 + 4Н + Сумарне рівняння: 6Н2О \u003d 2Н20 + 4ОН- + О20 + 4Н + 2Н2О \u003d 2Н20 + О20 2. Розглянемо електроліз водного розчину сульфату міді (II). СuSO4 - сіль, котороая утворена малоактивним металом і кисневмісних кислотним залишком. В даному випадку при електролізі виходить метал, кисень, а в катодно-анодном просторі утворюється відповідна кислота. Рівняння дисоціації: CuSO4 → Cu2 + + SO42- К (-) Cu2 + + 2e- \u003d Cu0 А (+) 2Н2О - 4е- \u003d О20 + 4Н + Сумарне рівняння: 2Cu2 + + 2Н2О \u003d 2Cu0 + О20 + 4Н + 2CuSO4 + 2Н2О \u003d 2Cu0 + О20 + 2Н2SO4
3. Розглянемо електроліз водного розчину хлориду кальцію. CаCl2 - сіль, котороя утворена активним металом і безкисневим кислотним залишком. В даному випадку при електролізі утворюються водень, галоген, а в катодно - анодном просторі утворюється луг. Рівняння дисоціації: CаCl2 → Ca2 + + 2Cl- К (-) 2Н2О + 2е- \u003d Н20 + 2ОН- А (+) 2Сl- - 2е- \u003d Cl20 Сумарне рівняння: 2Н2О + 2Cl- \u003d Cl20 + 2OН- CaCl2 + 2Н2О \u003d Ca (OH) 2 + Cl20 + Н20 4. Розглянемо електроліз водного розчину хлориду міді (II). CuCl2 - сіль, яка утворена малоактивним металом і кислотним залишком безкисневому кислоти. В даному випадку утворюються метал і галоген. Рівняння дисоціації: CuCl2 → Cu2 + + 2Cl- К (-) Cu2 + + 2e- \u003d Cu0 А (+) 2Сl- - 2е- \u003d Cl20 Сумарне рівняння: Cu2 + + 2Cl- \u003d Cu0 + Cl20 CuCl2 \u003d Cu0 + Cl20 5. Розглянемо процес електролізу розчину ацетату натрію. СН3СООNa - сіль, яка утворена активним металом і кислотним залишком карбонової кислоти. При електролізі виходить водень, луг. Рівняння дисоціації: СН3СООNa → СН3СОО - + Na + К (-) 2Н2О + 2е- \u003d Н20 + 2ОН- А (+) 2CH3COO¯- 2e \u003d C2H6 + 2CO2 Сумарне рівняння: 2Н2О + 2CH3COO¯ \u003d Н20 + 2ОН - + C2H6 + 2CO2 2Н2О + 2CH3COONa \u003d 2NaОH + Н20 + C2H6 + 2CO2 6. Розглянемо процес електролізу розчину нітрату нікелю. Ni (NO3) 2 - сіль, яка утворена металом, хто стоїть в ряду напруг від Mn до H2 і кисневмісних кислотним залишком. В процесі отримуємо метал, водень, кисень і кислоту. Рівняння дисоціації: Ni (NO3) 2 → Ni2 + + 2NO3- К (-) Ni2 + + 2e- \u003d Ni0 2Н2О + 2е- \u003d Н20 + 2ОН- A (+) 2H2O - 4e- \u003d O20 + 4H + Сумарні рівняння: Ni2 + + 2Н2О + 2H2O \u003d Ni0 + Н20 + 2ОН- + O20 + 4H + Ni (NO3) 2 + 2Н2О \u003d Ni0 + 2HNO3 + Н20 + O20 7. Розглянемо процес електролізу розчину сірчаної кислоти. Рівняння дисоціації: H2SO4 → 2H + + SO42- К (-) 2Н + + 2e- \u003d Н20 A (+) 2H2O - 4e- \u003d O20 + 4H + Сумарні рівняння: 2Н2О + 4Н + \u003d 2Н20 + O20 + 4H + 2H2O \u003d 2Н20 + O20
8. Розглянемо процес електролізу розчину гідроксиду натрію. В даному випадку йде тільки електроліз води. Аналогічно протікає електроліз розчинів H2SO4, NaNO3, K2SO4 і ін. Рівняння дисоціації: NaOH → Na + + OH- К (-) 2H2O + 2e- \u003d H20 + 2OH- A \u200b\u200b(+) 4OH- - 4e- \u003d O20 + 2H2O Сумарні рівняння: 4H2O + 4OH- \u003d 2H20 + 4OH- + O20 + 2H2O 2H2O \u003d 2H20 + O20
Приклади процесів електролізу розчинів електролітів з розчинними електродами
Розчинна анод при електролізі сам піддається окисленню (розчиненню). 1. Розглянемо процес електролізу сульфату міді (II) з мідним анодом. При електролізі розчину сульфату міді з мідним анодом процес зводиться до виділення міді на катоді і поступового розчинення анода, не дивлячись на природу аниона. Кількість сульфату міді в розчині залишається незмінним. Рівняння дисоціації: CuSO4 → Cu2 + + SO42- K (-) Cu2 + + 2e- → Cu0 A (+) Cu0 - 2e- → Cu2 + перехід іонів міді з анода на катод
Приклади завдань з даної теми в варіантах ЄДІ
У 3. (Вар.5)
Установіть відповідність між формулою речовини та продуктами електролізу його водного розчину на інертних електродах.
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТИ ЕЛЕКТРОЛІЗУ
A) Al2 (SO4) 3 1. гідроксид металу, кислота
Б) СsOH 2. метал, галоген
В) Hg (NO3) 2 3. метал, кисень
Г) AuBr3 4. водень, галоген 5. водень, кисень 6. метал, кислота, кисень Хід міркувань: 1. При електролізі Al2 (SO4) 3 і СsOH на катоді йде відновлення води до водню. Виключаємо варіанти 1, 2, 3 і 6. 2. Для Al2 (SO4) 3 на аноді окислюється вода до кисню. Вибираємо варіант 5. Для СsOH на аноді окислюється гідроксид іон до кисню. Вибираємо варіант 5. 3. При електролізі Hg (NO3) 2 і АuBr3 на катоді йде відновлення катіонів металу. 4. Для Hg (NO3) 2 на аноді окислюється вода. Нітрат іони в розчині зв'язуються з катіонами водню, утворюючи в анодному просторі азотну кислоту. Вибираємо варіант 6. 5. Для АuBr3 на аноді окислюється аніон Br- до Br2. Вибираємо варіант 2.
А
Б
В
Г
5
5
6
2
У 3. (Вар.1)
Установіть відповідність між назвою речовини і способом його отримання.
НАЗВА РЕЧОВИНИ Отриманий електроліз А) літій 1) розчину LiF Б) фтор 2) розплаву LiF В) срібло 3) розчину MgCl2 Г) магній 4) розчину AgNO3 5) розплаву Ag2O 6) розплаву MgCl2 Хід міркувань: 1. Аналогічно електролізу розплаву хлориду натрію , протікає процес електролізу розплаву фториду літію. Для варіантів А і Б вибираємо відповіді 2. 2. Срібло можливо відновити з розчину її солі - нітрату срібла. 3. З розчину солі магній відновити не можна. Вибираємо варіант 6 - розплав хлориду магнію.
А
Б
В
Г
2
2
4
6
У 3. (Вар.9)
Установіть відповідність між формулою солі і рівнянням процесу, що протікає на катоді при електролізі її водного розчину.
ФОРМУЛА СОЛІ РІВНЯННЯ катодного процесу
А) Al (NO3) 3. 1) 2H2O - 4e- → O2 + 4H +
Б) CuCl2 2) 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-
В) SbCl3 3) Cu2 + + 1e- → Cu +
Г) Cu (NO3) 2 4) Sb3 + - 2 e- → Sb5 + 5) Sb3 + + 3e- → Sb0
6) Cu2 + + 2e- → Cu0
Хід міркувань: 1. На катоді протікають процеси відновлення катіонів металів або води. Тому відразу виключаємо варіанти 1 і 4. 2. Для Al (NO3) 3: на катоді йде процес відновлення води. Вибираємо варіант 2. 3. Для CuCl2: відновлюються катіони металу Cu2 +. Вибираємо варіант 6. 4. Для SbСl3: відновлюються катіони металу Sb3 +. Вибираємо варіант 5. 5. Для Cu (NO3) 2: відновлюються катіони металу Cu2 +. Вибираємо варіант 6.
А
Б
В
Г
2

Електрод, на якому відбувається відновлення, називається катодом.

Електрод, на якому відбувається окислювання, - анодом.

Розглянемо процеси, що відбуваються при електролізі розплавів солей безкисневих кислот: HCl, HBr, HI, H 2 S (за винятком фтороводородной або плавикової - HF).

У розплаві така сіль складається з катіонів металу і аніонів кислотного залишку.

наприклад, NaCl \u003d Na + + Cl -

На катоді: Na + + ē \u003d Na утворюється металевий натрій (в загальному випадку - метал, що входить до складу солі)

На аноді: 2Cl - - 2ē \u003d Cl 2 утворюється газоподібний хлор (в загальному випадку - галоген, що входить до складу кислотного залишку - крім фтору - або сірка)

Розглянемо процеси, що відбуваються при електролізі розчинів електролітів.

Процеси, які відбуваються на електродах, визначаються величиною стандартного електродного потенціалу і концентрацією електроліту (Рівняння Нернста). У шкільному курсі не розглядається залежність електродного потенціалу від концентрації електроліту і не використовуються чисельні значення величин стандартного електродного потенціалу. Учням досить знати, що в ряду електрохімічної напруженості металів (ряд активності металів) величина стандартного електродного потенціалу пари Me + n / Me:

1. збільшується зліва направо
2. метали, що стоять в ряду до водню, мають негативне значення цієї величини
3. водень, при відновленні по реакції 2Н + + 2ē \u003d Н 2, (Тобто з кислот) має нульове значення стандартного електродного потенціалу
4. метали, що стоять в ряду після водню, мають позитивне значення цієї величини

! водень при відновленні по реакції:

2H 2 O + 2ē \u003d 2OH - + H 2, (Тобто з води в нейтральному середовищі) має від'ємне значення стандартного електродного потенціалу -0,41

Матеріал анода може бути розчинним (залізо, хром, цинк, мідь, срібло та ін. Метали) і нерозчинним - інертним - (вугілля, графіт, золото, платина), тому в розчині будуть присутні іони, що утворюються при розчиненні анода:

Ме - nē \u003d Ме + n

Утворилися іони металу будуть присутні в розчині електроліту і їх електрохімічний активність теж буде потрібно враховувати.

Виходячи з цього, для процесів, що протікають на катоді, можна визначити наступні правила:

1. катіон електроліту розташований в електрохімічному ряді напруг металів до алюмінію включно, йде процес відновлення води:

2H 2 O + 2ē \u003d 2OH - + H 2

Катіони металу залишаються в розчині, в прікатодном просторі

2. катіон електроліту знаходиться між алюмінієм і воднем, в залежності від концентрації електроліту йде або процес відновлення води або процес відновлення іонів металу. Оскільки концентрація не вказується в завданні, записуються обидва можливих процесу:

2H 2 O + 2ē \u003d 2OH - + H 2

Ме + n + nē \u003d Ме

3. катіон електроліту - це іони водню, тобто електроліт - кислота. Відновлюються іони водню:

2Н + + 2ē \u003d Н 2

4. катіон електроліту знаходиться після водню, відновлюються катіони металу.

Ме + n + nē \u003d Ме

Процес на аноді залежить від матеріалу анода і природи аніону.

1. Якщо анод розчиняється (наприклад, залізо, цинк, мідь, срібло), то окислюється метал анода.

Ме - nē \u003d Ме + n

2. Якщо анод інертний, тобто розчиняється (графіт, золото, платина):

а) При електролізі розчинів солей безкисневих кислот (крім фторидів), йде процес окислення аніону;

2Cl - - 2ē \u003d Cl 2

2Br - - 2ē \u003d Br 2

2I - - 2ē \u003d I 2

S 2 - - 2ē \u003d S

б) При електролізі розчинів лугів, йде процес окислення гидроксогрупп ОН -:

4OH - - 4ē \u003d 2H 2 O + O 2

в) При електролізі розчинів солей кисневмісних кислот: HNO 3, H 2 SO 4, H 2 CO 3, H 3 PO 4, і фторидів, йде процес окислення води.

2H 2 O - 4ē \u003d 4H + + О 2

г) При електролізі ацетатов (солей оцтової або метанова кислоти) окислюється ацетат-іон до етану і оксиду вуглецю (IV) - вуглекислого газу.

2СН 3 СОО - - 2ē \u003d С 2 Н 6 + 2СО 2

Приклади завдань.

1. Установіть відповідність між формулою солі і продуктом, що утворюється на інертному аноді при електролізі її водного розчину.

ФОРМУЛА СОЛІ

А) NiSO 4

Б) NaClO 4

В) LiCl

Г) RbBr

ПРОДУКТ на анод

1) S 2) SO 2 3) Cl 2 4) O 2 5) H 2 6) Br 2

Рішення:

Так як в завданні вказано інертний анод, ми розглядаємо тільки зміни, що відбуваються з кислотними залишками, що утворюються при дисоціації солей:

SO 4 2 - кислотний залишок кислородосодержащей кислоти. Йде процес окислення води, виділяється кисень. відповідь 4

ClO 4 - кислотний залишок кислородосодержащей кислоти. Йде процес окислення води, виділяється кисень. Відповідь 4.

Cl - кислотний залишок безкисневому кислоти. Йде процес окислення самого кислотного залишку. Виділяється хлор. Відповідь 3.

Br - кислотний залишок безкисневому кислоти. Йде процес окислення самого кислотного залишку. Виділяється бром. Відповідь 6.

Загальний відповідь: 4436

2. Установіть відповідність між формулою солі і продуктом, що утворюється на катоді при електролізі її водного розчину.

ФОРМУЛА СОЛІ

А) Al (NO 3) 3

Б) Hg (NO 3) 2

В) Cu (NO 3) 2

Г) NaNO 3

ПРОДУКТ на анод

1) водень 2) алюміній 3) ртуть 4) мідь 5) кисень 6) натрій

Рішення:

Так як в завданні вказано катод, ми розглядаємо тільки зміни, що відбуваються з катіонами металів, що утворюються при дисоціації солей:

Al 3+ відповідно до положення алюмінію в електрохімічному ряді напруг металів (від початку ряду до алюмінію включно) буде йти процес відновлення води. Виділяється водень. Відповідь 1.

Hg 2+ відповідно до положення ртуті (після водню) буде йти процес відновлення іонів ртуті. Утворюється ртуть. Відповідь 3.

Cu 2+ відповідно до положення міді (після водню) буде йти процес відновлення іонів міді. Відповідь 4.

Na + відповідно до положення натрію (від початку ряду до алюмінію включно) буде йти процес відновлення води. Відповідь 1.

Загальний відповідь: одна тисяча триста сорок одна

Назад вперед

Увага! Попередній перегляд слайдів використовується виключно в ознайомлювальних цілях і може не давати уявлення про всі можливості презентації. Якщо вас зацікавила дана робота, будь ласка, завантажте повну версію.

результати ЄДІ показують, що завдання по темі "Електроліз" для випускників залишаються складними. В шкільній програмі на вивчення цієї теми відводиться недостатня кількість годин. Тому при підготовці школярів до ЄДІ необхідно вивчити це питання дуже докладно. Знання основ електрохімії допоможе випускнику успішно скласти іспит і продовжити навчання у вищому навчальному заведеніі.Для вивчення теми "Електроліз" на достатньому рівні необхідно провести підготовчу роботу з випускниками, що здають ЄДІ: - розглянути визначення основних понять в темі "Електроліз"; - аналізу процесу електролізу розплавів і розчинів електролітів; - закріпити правила відновлення катіонів на катоді і окислення аніонів на аноді (роль молекул води під час електролізу розчинів); - формування умінь складати рівняння процесу електролізу (катодний і анодний процеси); - навчити учнів виконувати типові завдання базового рівня (Завдання), підвищеного і високого рівня складності. електроліз - окислювально-відновний процес, що протікає в розчинах і розплавах електролітів при проходженні постійного електричного струму. У розчині або розплаві електроліту відбувається його дисоціація на іони. При включенні електричного струму іони набувають спрямований рух і на поверхні електродів можуть відбуватися окислювально-відновні процеси. анод - позитивний електрод, на ньому йдуть процеси окислення.

Катод - анод, на ньому йдуть процеси відновлення.

електроліз розплавів застосовується для отримання активних металів, розташованих в ряду напруг до алюмінію (включно).

Електроліз розплаву хлориду натрію

К (-) Na + + 1e -\u003e Na 0

A (+) 2Cl - - 2e -\u003e Cl 2 0

2NaCl (ел.ток) -\u003e 2Na + Cl 2 (тільки при електролізі розплаву).

Алюміній отримують електролізом розчину оксиду алюмінію в розплавленому кріоліті (Na 3 AlF 6).

2Al 2 O 3 (ел.ток) -\u003e 4Al + 3O 2

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

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

Електроліз розплаву гідроксиду калію.

KOH-\u003e K + + OH~

К (-) K + + 1e -\u003e K 0

A (+) 4OH - - 4e -\u003e O 2 0 + 2Н 2 О

4KOH (ел.ток) -\u003e 4K 0 + O 2 0 + 2Н 2 О

Електроліз водних розчинів протікає складніше, так як на електродах в цьому випадку можуть відновлюватися або окислюватися молекули води.

Електроліз водних розчинів солей складніший через можливої \u200b\u200bучасті в електродних процесах молекул води на катоді і на аноді.

Правила електролізу у водних розчинах.

На катоді:

1. Катіони, розташовані в ряду напруг металів від літію до алюмінію (включно), а також катіони NН 4 + не відновлюються, замість них відновлюються молекули води:

2Н 2 О + 2е-> Н 2 + 2ОН -

2. Катіони, розташовані в ряді напруг після алюмінію до водню, можуть відновлюватися разом з молекулами води:

2Н 2 О + 2е-> Н 2 + 2ОН -

Zn 2+ + 2e-> Zn 0

3. Катіони, розташовані в ряді напруг після водню, повністю відновлюються: Аg + + 1е-> Аg 0

4. У розчинах кислот відновлюються іони водню: 2Н + + 2е-> Н 2

На аноді:

1. кисневмісних аніони і F - - Чи не окислюються, замість них окислюються молекули води:

2Н 2 О - 4е-> О 2 + 4Н +

2.Аніони сірки, йоду, брому, хлору (в цій послідовності) окислюються до простих речовин:

2Сl - - 2е-> Сl 2 0 S 2 - 2е-> S 0

3. У розчинах лугів окислюються гідроксид-іони:

4ОН - - 4е-> О 2 + 2Н 2 О

4. У розчинах солей карбонових кислот окислюються аніони:

2 R - СОО - - 2е-> R - R + 2СО 2

5. При використанні розчинних анодів електрони в зовнішній ланцюг посилає сам анод за рахунок окислення атомів металу, з якого зроблений анод:

Сu 0 - 2е-> Сu 2+

Приклади процесів електролізу у водних розчинах електролітів

Приклад 1.K 2 SO 4 -\u003e 2K + + SO 4 2-

K (-) 2H 2 O + 2e~ -\u003e H 2 + 2OH -

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

Загальне рівняння електролізу: 2H 2 O (ел.ток) -\u003e 2 H 2 + O 2

Приклад 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 (ел.ток) -\u003e H 2 + 2NaOH + Cl 2

Приклад 3. Cu SO 4 -\u003e Cu 2+ + SO 4 2-

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

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

Загальне рівняння електролізу: 2 Cu SO 4 + 2H 2 O (ел. Струм) -\u003e 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4

Приклад 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

Загальне рівняння електролізу:

CH 3 COONa + 2H 2 O (ел.ток) -\u003e H 2 + 2NaHCO 3 + C 2 H 6

Завдання базового рівня складності

Тест по темі "Електроліз розплавів і розчинів солей. Ряд напруг металів ".

1. Луг - один з продуктів електролізу в водному розчині:

1) KCI 2) CuSO 4 3) FeCI 2 4) AgNO 3

2. При електролізі водного розчину нітрату калію на аноді виділяється: 1) О 22) NO 2 3) N 2 4) Н 23. Водень утворюється при електролізі водного розчину: 1) CaCI 2 2) CuSO 4 3) Hg (NO 3) 2 4) AgNO 34. Реакція можлива між: 1) Ag і K 2 SO 4 (р-р) 2) Zn і KCI (р-р) 3) Mg і SnCI 2(Р-р) 4) Ag і CuSO 4 (р-р) 5. При електролізі розчину йодиду натрію у катода забарвлення лакмусу в розчині: 1) червона 2 ) синя 3) фіолетова 4) жёлтая6. При електролізі водного розчину фториду калію на катоді виділяється: 1) водень2) фтороводород 3) фтор 4) кисень

Завдання по темі "Електроліз"

1. Електроліз 400 г 20% -ого розчину кухонної солі був зупинений, коли на катоді виділилося 11,2 л (н.у.) газу. Ступінь розкладання вихідної солі (в%) складає:

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

Рішення задачі.Складаємо рівняння реакції електролізу: 2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOHm (NaCl) \u003d 400 ∙ 0,2 \u003d 80 г солі було в растворе.ν (H 2) \u003d 11,2 / 22,4 \u003d 0 , 5 моль ν (NaCl) \u003d 0,5 ∙ 2 \u003d 1 мольm (NaCl) \u003d 1 ∙ 58,5 \u003d 58,5 г солі було розкладено під час електроліза.Степень розкладання солі 58,5 / 80 \u003d 0,73 або 73%.

Відповідь: 73% солі розклалося.

2. Провели електроліз 200 г 10% -ого розчину сульфату хрому (III) до повного витрачання солі (на катоді виділяється метал). Маса (в грамах) витраченої води становить:

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

Рішення задачі.Складаємо рівняння реакції електролізу: 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 20гν (Cr 2 (SO 4) 3) \u003d 20/392 \u003d 0,051мольν (H 2 O) \u003d 0,051 ∙ 3 \u003d 0,153 мольm (H 2 O) \u003d 0,153 ∙ 18 \u003d 2,76 г

завдання підвищеного рівня складності В3

1. Установіть відповідність між формулою солі і рівнянням процесу, що протікає на аноді при електролізі її водного розчину.

3. Установіть відповідність між формулою солі і рівнянням процесу, що протікає на катоді при електролізі її водного розчину.

5. Установіть відповідність між назвою речовини та продуктами електролізу його водного розчину.

відповіді: 1 - 3411, 2 - 3653, 3 - 2353, 4 - 2246, 5 - 145 Таким чином, вивчаючи тему електролізу, випускники добре засвоюють цей розділ і показують хороші результати на іспиті. Вивчення матеріалу супроводжується презентацією по даній темі.