Главная | Обратная связь

Электролиз водных растворов электролитов

Катодные процессы объясняются использованием ряда стандартных электродных потенциалов.

Здесь возможны три случая:

1. Катионы металлов, имеющих больший стандартный электродный потенциал, чем у водорода (от Cu²⁺ до Au³⁺) при электролизе полностью восстанавливаются на катоде.

Me⁺ⁿ + ne = Me⁰

2. Катионы металлов, имеющих малый стандартный электродный потенциал (от Li⁺ до Al³⁺ включительно), не восстанавливаются на катоде, а вместо них восстанавливаются молекулы воды:

2H₂O + 2e = H₂­ + 2OH^-

3. Катионы металлов, имеющих стандартный потенциал меньше, чем у водорода, но больше, чем у алюминия (от Al³⁺ до Н⁺), при электролизе на катоде восстанавливаются одновременно с молекулами воды:

Me⁺ⁿ + ne = Me⁰

2H₂O + 2e = H₂­ + 2OH^-

На аноде характер реакции зависит от того, из чего сделан анод. Обычно аноды подразделяются на растворимые и нерастворимые.

На нерастворимом аноде (уголь, графит, платина, иридий) в процессе электролиза происходит окисление анионов или молекул воды.

Если анионы бескислородных кислот (S^2-, Br^-,I^-, Cl^-), то происходит их окисление: S^2- - 2e = S⁰; 2Cl^- - 2e = Cl₂⁰.

Если анионы кислородных кислот (SO₄^2-, NO₃^-, CO₃^2-, PO₄^-3…), то на аноде окисляются молекулы воды: 2Н₂О – 4е = О₂ + 4Н⁺

На растворимом аноде протекают процессы окисления анода: Me⁰ – ne = Me⁺ⁿ

Контрольные задания:

161.В два сосуда с голубым раствором медного купороса поместили: в первый - цинковую пластинку, во второй – серебряную. В каком сосуде цвет раствора постепенно пропадет? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующей реакции.

162.Увеличиться, уменьшиться или останется без изменения масса цинковой пластинки при взаимодействии ее с растворами: а) CuSO4; б) MgSO4; в) Pb(NO3)2? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

163.Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых медь была бы катодом, а в другом – анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.

164.Увеличиться, уменьшиться или останется без изменения масса кадмиевой пластинки при взаимодействии ее с растворами: а) AgNO3; б) ZnSO4; в) NiSO4? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

165.Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению: . Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если 0,01 моль/л, 0,0001 моль/л.

166.Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из пластин кадмия и магния, опущенных в растворы своих солей с концентрацией 1 моль/л. Измениться ли значение ЭДС? Если концентрацию каждого из ионов понизить до 0,01 моль/л.

167.Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцовой и магниевой пластин, опущенных в растворы своих солей с концентрацией 0,01 моль/л. Измениться ли ЭДС этого элемента, если концентрацию каждого иона увеличить в одинаковое число раз?

168. Составьте схему двух гальванических элементов, в одном из которых медь была бы катодом, а в другом — анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.

169. Какой гальванический элемент называют концентрационным? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из серебряных электродов, опущенных: первый в 0,01 н., а второй в 0,1 н. Растворы AgNO₃.

170. При каком условии будет работать гальванический элемент, электроды которого сделаны из одного и того же металла? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один никелевый электрод находиться в 0,001 М растворе, а другой такой же электрод — в 0,01 М растворе сульфата никеля.

171.Приведите уравнения реакций, происходящих при электролизе расплава и раствора гидроксида натрия на инертных электродах.

172.Приведите уравнения реакций, происходящих при электролизе расплава и раствора хлорида марганца на инертных электродах.

173.Приведите уравнения реакций, происходящих при электролизе расплава и раствора бромида цинка на инертных электродах.

174.Приведите уравнения реакций, происходящих при электролизе расплава и раствора сульфида натрия на инертных электродах.

175.Приведите уравнения реакций, происходящих при электролизе расплава и раствора йодида хрома (III) на инертных электродах.

176.Приведите уравнения реакций, происходящих при электролизе расплава и раствора йодида цинка на инертных электродах.

177. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе расплавов и водных растворов NaCl и KOH. Сколько литров (н.у.) газа выделиться на аноде при электролизе гидроксида калия, если электролиз проводить в течении 30 минут при силе тока 0,5 А?

178. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе раствора Kbr. Какая масса вещества выделяется на катоде и аноде, если электролиз проводить в течении 1 часа 35 минут при силе тока 15 А?

179. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора CuCl₂. Вычислите массу меди, выделившейся на катоде, если на аноде выделилось 560 мл газа (н.у.).

180. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора Na₂SO₄. Вычислите массу вещества, выделяющегося на катоде, если на аноде выделяется 1,12 л газа (н.у.).