52 группе к факультативу 17.09.21

Решайте задания по теме «Электролиз»:

№1. Составьте уравнения электролиза расплава гидроксида бария и водного раствора сульфата меди (II);

№2. Составьте уравнения электролиза расплава хлорида кальция и водного раствора сульфида натрия;

№3. При электролизе раствора нитрата серебра на катоде получили серебро массой 162 г. Составьте схему электролиза, определите объём (н.у.) выделившегося газа на аноде и массу образовавшейся азотной кислоты около анода.

№4. При электролизе раствора нитрата меди (II) объёмом 1 л ( ρ=1г/мл) на аноде выделился газ объёмом 3,36 л (н.у.). Составьте схему электролиза раствора нитрата меди (II), определите массу вещества, которая выделится на катоде, и массовую долю нитрата меди (II) в исходном растворе (электролиз соли прошёл полностью).

УЧИТЕ ТЕОРИЮ

ТЕМА "ЭЛЕКТРОЛИЗ"

Электролиз – это окислительно – восстановительные реакции, протекающие на электродах, если через расплав или раствор электролита пропускают постоянный электрический ток.

Катод – восстановитель, отдаёт электроны катионам.

Анод – окислитель, принимает электроны от анионов

Ряд активности катионов:	Na+, Mg2+, Al3+, Zn2+, Ni2+, Sn2+, Pb2+, H+, Cu2+, Ag+ ------------------------------------------------------------------→ Усиление окислительной способности
Ряд активности анионов:	I-, Br-, Cl-, OH-, NO3-, CO32-, SO42- ←--------------------------------------------- Возрастание восстановительной способности

Процессы, протекающие на электродах при электролизе расплавов

(не зависят от материала электродов и природы ионов)

1. На аноде разряжаются анионы (A^m-, OH^-), превращаясь в нейтральные атомы или молекулы:

A^m- - mē → A°;

4OH^- - 4ē → O₂↑ + 2H₂O (процессы окисления)

2. На катоде разряжаются катионы (Meⁿ⁺, H⁺), превращаясь в нейтральные атомы или молекулы:

Meⁿ⁺ + nē → Me°;

2H⁺ + 2ē → H₂⁰↑ (процессы восстановления)

Процессы, протекающие на электродах при электролизе растворов

Электролиз расплавов

Задание 1. Составьте схему электролиза расплава бромида натрия.  (Алгоритм 1.)

Последовательность действий	Выполнение действий
1.Составить уравнение диссоциации соли	NaBr → Na+ + Br-
2.Показать перемещение ионов к соответствующим электродам	K- (катод): Na+, A+ (анод): Br-
3.Составить схемы процессов окисления и восстановления	K-:  Na+ + 1ē → Na0 (восстановление), A+ :   2Br- - 2ē →Br20 (окисление).
4.Составить уравнение электролиза расплава соли	2NaBr = 2Na +Br2

Задание 2. Составьте схему электролиза расплава гидроксида натрия.  (Алгоритм 2.)

Последовательность действий	Выполнение действий
1.Составить уравнение диссоциации щёлочи	NaOH → Na+ + OH-
2.Показать перемещение ионов к соответствующим электродам	K- (катод):  Na+, A+ (анод):   OH-.
3.Составить схемы процессов окисления и восстановления	K-:   Na+ + 1ē → Na0 (восстановление), A+:   4OH- - 4ē → 2H2O + O2↑ (окисление).
4.Составить уравнение электролиза расплава щёлочи	4NaOH  =  4Na + 2H2O + O2↑

Задание 3. Составьте схему электролиза расплава сульфата натрия.  (Алгоритм 3.)

Последовательность действий	Выполнение действий
1.Составить уравнение диссоциации соли	Na2SO4 → 2Na+ + SO42-
2.Показать перемещение ионов к соответствующим электродам	K- (катод):  Na+ A+ (анод):   SO42-
3.Составить схемы процессов восстановления и окисления	K-:  Na+ + 1ē → Na0, A+:  2SO42- - 4ē → 2SO3↑ + O2↑
4.Составить уравнение электролиза расплава соли	2Na2SO4  =  4Na + 2SO3↑ + O2↑

Электролиз растворов

Задание 1. Составить схему электролиза водного раствора хлорида натрия с использованием инертных электродов. (Алгоритм 1.)

Последовательность действий	Выполнение действий
1.Составить уравнение диссоциации соли	NaCl → Na+ + Cl-
2. Выбрать ионы, которые будут разряжаться на электродах	Ионы натрия в растворе не восстанавливаются, поэтому идёт восстановление воды. Ионы хлора окисляются.
3.Составить схемы процессов восстановления и окисления	K-:   2H2O + 2ē → H2↑ + 2OH- A+:    2Cl - 2ē → Cl2↑
4.Составить уравнение электролиза водного раствора соли	2NaCl + 2H2O = H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH

Задание 2. Составить схему электролиза водного раствора сульфата меди (II) с использованием инертных электродов.  (Алгоритм 2.)

Последовательность действий	Выполнение действий
1.Составить уравнение диссоциации соли	CuSO4 → Cu2+ + SO42-
2. Выбрать ионы, которые будут разряжаться на электродах	На катоде восстанавливаются ионы меди. На аноде в водном растворе сульфат-ионы не окисляются, поэтому окисляется вода.
3.Составить схемы процессов восстановления и окисления	K-:    Cu2+ + 2ē → Cu0 A+:   2H2O - 4ē → O2↑ +4H+
4.Составить уравнение электролиза водного раствора соли	2CuSO4 +2H2O = 2Cu + O2↑ + 2H2SO4

Задание 3. Составить схему электролиза водного раствора водного раствора гидроксида натрия с использованием инертных электродов.   (Алгоритм 3.)

Последовательность действий	Выполнение действий
1.Составить уравнение диссоциации щёлочи	NaOH → Na+ + OH-
2. Выбрать ионы, которые будут разряжаться на электродах	Ионы натрия не могут восстанавливаться, поэтому на катоде идёт восстановление воды. На аноде окисляются гидроксид-ионы.
3.Составить схемы процессов восстановления и окисления	K-:   2H2O + 2ē → H2↑ + 2OH- A+:   4OH - 4ē → 2H2O + O2↑
4.Составить уравнение электролиза водного раствора щёлочи	2H2O = 2H2↑ + O2↑, т.е. электролиз водного раствора щёлочи сводится к электролизу воды.

Задание 4. Составить схему электролиза водного раствора нитрата серебра с использованием анода, изготовленного из серебра, т.е. анод – растворимый. (Алгоритм 4.)

Последовательность действий	Выполнение действий
1.Составить уравнение диссоциации соли	AgNO3 → Ag+ + NO3-
2. Выбрать ионы, которые будут разряжаться на электродах	На катоде восстанавливаются ионы серебра, серебряный анод растворяется.
3.Составить схемы процессов восстановления и окисления	K-:Ag+ + 1ē→ Ag0;  A+:  Ag0 - 1ē→ Ag+
4.Составить уравнение электролиза водного раствора соли	Ag+ + Ag0 = Ag0 + Ag+ электролиз сводится к переносу серебра с анода на катод.