Какое из веществ дает одинаковые продукты при электролизе
Электролиз (греч. elektron – янтарь + lysis — разложение) – химическая реакция, происходящая при прохождении постоянного тока через
электролит. Это разложение веществ на их составные части под действием электрического тока.
Процесс электролиза заключается в перемещении катионов (положительно заряженных ионов) к катоду (заряжен отрицательно), и отрицательно
заряженных ионов (анионов) к аноду (заряжен положительно).
Итак, анионы и катионы устремляются соответственно к аноду и катоду. Здесь и происходит химическая реакция. Чтобы успешно решать задания
по этой теме и писать реакции, необходимо разделять процессы на катоде и аноде. Именно так и будет построена эта статья.
Катод
К катоду притягиваются катионы – положительно заряженные ионы: Na+, K+, Cu2+, Fe3+,
Ag+ и т.д.
Чтобы установить, какая реакция идет на катоде, прежде всего, нужно определиться с активностью металла: его положением в электрохимическом
ряду напряжений металлов.
Если на катоде появился активный металл (Li, Na, K) то вместо него восстанавливаются молекулы воды, из которых выделяется водород. Если металл средней
активности (Cr, Fe, Cd) – на катоде выделяется и водород, и сам металл. Малоактивные металлы выделяются на катоде в чистом виде (Cu, Ag).
Замечу, что границей между металлами активными и средней активности в ряду напряжений считается алюминий. При электролизе на катоде металлы
до алюминия (включительно!) не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды – выделяется водород.
В случае, если на катод поступают ионы водорода – H+ (например при электролизе кислот HCl, H2SO4) восстанавливается
водород из молекул кислоты: 2H+ – 2e = H2
Анод
К аноду притягиваются анионы – отрицательно заряженные ионы: SO42-, PO43-, Cl-, Br-,
I-, F-, S2-, CH3COO-.
При электролизе кислородсодержащих анионов: SO42-, PO43- – на аноде окисляются не анионы, а молекулы
воды, из которых выделяется кислород.
Бескислородные анионы окисляются и выделяют соответствующие галогены. Сульфид-ион при оксилении окислении серу. Исключением является фтор – если он
попадает анод, то разряжается молекула воды и выделяется кислород. Фтор – самый электроотрицательный элемент, поэтому и является исключением.
Анионы органических кислот окисляются особым образом: радикал, примыкающий к карбоксильной группе, удваивается, а сама карбоксильная группа (COO)
превращается в углекислый газ – CO2.
Примеры решения
В процессе тренировки вам могут попадаться металлы, которые пропущены в ряду активности. На этапе обучения вы можете пользоваться расширенным рядом
активности металлов.
Теперь вы точно будете знать, что выделяется на катоде 😉
Итак, потренируемся. Выясним, что образуется на катоде и аноде при электролизе растворов AgCl, Cu(NO3)2, AlBr3,
NaF, FeI2, CH3COOLi.
Иногда в заданиях требуется записать реакцию электролиза. Сообщаю: если вы понимаете, что образуется на катоде, а что на аноде,
то написать реакцию не составляет никакого труда. Возьмем, например, электролиз NaCl и запишем реакцию:
NaCl + H2O → H2 + Cl2 + NaOH
Натрий – активный металл, поэтому на катоде выделяется водород. Анион не содержит кислорода, выделяется галоген – хлор. Мы пишем уравнение, так
что не можем заставить натрий испариться бесследно 🙂 Натрий вступает в реакцию с водой, образуется NaOH.
Запишем реакцию электролиза для CuSO4:
CuSO4 + H2O → Cu + O2 + H2SO4
Медь относится к малоактивным металлам, поэтому сама в чистом виде выделяется на катоде. Анион кислородсодержащий, поэтому в реакции выделяется
кислород. Сульфат-ион никуда не исчезает, он соединяется с водородом воды и превращается в серую кислоту.
Электролиз расплавов
Все, что мы обсуждали до этого момента, касалось электролиза растворов, где растворителем является вода.
Перед промышленной химией стоит важная задача – получить металлы (вещества) в чистом виде. Малоактивные металлы (Ag, Cu) можно легко получать
методом электролиза растворов.
Но как быть с активными металлами: Na, K, Li? Ведь при электролизе их растворов они не выделяются на катоде в чистом виде, вместо них восстанавливаются
молекулы воды и выделяется водород. Тут нам как раз пригодятся расплавы, которые не содержат воды.
В безводных расплавах реакции записываются еще проще: вещества распадаются на составные части:
AlCl3 → Al + Cl2
LiBr → Li + Br2
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник
Электролиз растворов и расплавов электролитов.
ЭЛЕКТРОЛИЗ –это процесс разложения расплавов и растворов электролитов под действием электрического тока.
В раствор или расплав какого-либо электролита опускают электроды: катод (-) и анод (+).
При этом ионы, образовавшиеся при диссоциации электролита, движутся к электродам и разряжаются на них, принимая или отдавая электроны.
Электролиз расплавов.
1)Расплав хлорида натрия. Он содержит катион натрия и анион хлора.
| катод: | Na+ + 1e à Na0 | На катоде: разряжается КАТИОН натрия: |
| анод: | 2Cl- – 2e à Cl20 | На аноде: разряжается АНИОН хлора: |
Cуммарное уравнение электролиза: 2NaCl(расплав) 2Na + Cl2
Расплав гидроксида натрия.
4NaOH (расплав) 4Na + O2 + 2H2O
| катод: | Na+ + 1e à Na0 | 4 |
| анод: | 4ОН- – 4e à O2 + 2H2O | 1 |
Расплав оксида алюминия в криолите.
Криолит – Na3[AlF6] используют для уменьшения температуры плавления оксида алюминия.
Электролиз проводится на графитовых электродах, при этом часть электрода сгорает в выделяющемся кислороде, выделяются оксиды углерода.
2Al2O3 (расплав) 4 Al + 3O2
Электролиз растворов электролитов с инертными электродами.
| Катодный процесс-разрядка катиона зависит от положения в электрохимическом ряду напряжений. | Анодный процесс |
| 1. Металлы правее Н: разряжаются на катоде ® Ме¯ | 1. Анионы бескислородных кислот (кроме F-) – разряжаютсядо простого вещества: S2- >I- >Br ->Cl- |
| 2. Металлы от Al до Н: идёт два параллельных процесса: а) разрядка металла ® Ме¯ б) разрядка воды: ® Н2 | 2. Анионы кислородсодержащих кислот и F- не разряжаются, идёт разрядка воды: ® О2 |
| 3. Если в растворе ионы Н+- они разряжаются до Н2 | 3. Если есть ОН- он разряжается с выделением О2 |
| 4. Металлы левее алюминия – НЕ РАЗРЯЖАЮТСЯ, идёт разрядка воды: ®Н2 | 4. Анионы карбоновых кислот – реакция Кольбе. Происходит процесс декарбоксилирования и выделяется алкан (в результате сдваивания алкильных радикалов). Пример: 2CH3COO- -2e à 2CO2+ CH3-CH3 |
Примеры:
1) раствор хлорида натрия. NaCl + H2O
| 2Н2О +2е à H2 + OH- | 1 | катод: около катода Na+ и H2O. Натрий левее Al, поэтому идёт разрядка воды. |
| 2Cl- – 2e à Cl2 | 1 | анод: около анода хлорид-анион и вода. Разряжается ион Cl- |
Cуммарное уравнение электролиза:
2NaCl + 2H2O Сl2 + H2 + 2NaOH
На электродах выделяются газообразные продукты – хлор и водород, в растворе накапливается гидроксид натрия.
2) раствор сульфата меди (II) CuSO4 + H2O
| Cu2+ +2е à Cu | 1 | катод: около катода Cu2+ и H2O.Медь левее Н, поэтому она сама будет разряжаться на катоде: |
| 2H2O – 4eàO2+ 4H+ | 1 | анод: около анода – сульфат- анион и вода. Разряжается вода. |
Cуммарное уравнение электролиза:
CuSO4 + H2O Cu + O2 + H2SO4
На катоде выделяется металл – медь, на аноде – газообразный кислород, в растворе накапливается серная кислота.
Электролиз растворов солей с растворимым анодом.
Если анод из того же металла, что и металл в составе соли (например, медный анод в растворе сульфата меди), то на аноде не происходит разрядки воды или аниона. Происходит процесс РАСТВОРЕНИЯ АНОДА: Ме+n + nē = Ме0
Пример: электролиз раствора сульфата никеля с никелевыми электродами.
катод: Ni2+ + 2ē = Ni0
анод: Ni0 – 2ē = Ni2+
В3. Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот).
1. Какое из веществ дает одинаковые продукты при электролизе водного раствора и расплава? 1) СuСl2 2) КВr 3) КОН 4) AgNO3
2. Электролиз раствора сульфата меди описывается уравнением:
1) СuSО4 + 2Н2О = Сu(ОН)2 + Н2SО4 2) 2СuSО4 = 2СuО + SО2 + О2
3) 2Н2O = 2Н2 + O2 4) 2СuSО4 + 2Н2О = 2Сu + 2Н2SО4 + О2
3.При электролизе водного раствора нитрата марганца (II) на катоде выделяются
1)марганец 2) кислород 3)марганец и водород 4) марганец и кислород
4.Кислород выделяется на аноде при электролизе водного раствора
1)хлорида меди (II) 3) бромида цинка
2) алюмокалиевых квасцов 4) сульфида натрия
5.Кислород выделяется на аноде при электролизе водного раствора
1)хлорида натрия 3) йодида натрия 2)бромида натрия 4) фторида натрия
6. При электролизе раствора соли меди (II) выделяется кислород. Какая это соль?
1) Бромид 2) Нитрат 3) Хлорид 4) Сульфид
7. При электролизе раствора хлорида калия вблизи катода среда
1) щелочная 2) кислая 3) нейтральная 4)соленая
8.Электролиз водного раствора соли можно использовать для получения
1)кальция 2) бария 3) цинка 4) лития
9.Только газообразные продукты выделяются на катоде и аноде при электролизе водного раствора 1) МnСl2 2) КСl 3) Cr2(SO4)3 4) Cu(NO3)2
10.Электролиз водного раствора соли нельзя использовать для получения
1)магния 2) меди 3) цинка 4) хрома
11.Кислород выделяется на аноде при электролизе водного раствора
1) нитрата лития 4) бромида хрома (III)
2)хлорида меди (II) 5) фторида натрия
3)сульфата железа (II) 6) йодида бария
12.Кислород не выделяется на аноде при электролизе водного раствора
1)сульфида лития 4) хлорида хрома (III)
2)сульфата цинка 5) фторида калия
3)нитрата никеля (II) 6) бромида кальция
13. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза его водного раствора на инертных электродах:
| ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ | ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА |
| А) KBr Б) KOH В) MgSO4 Г) CuSO4 | 1)Cu, O2, H2 2) Cu, O2 3) H2, O2 4) H2, Br2 5) Mg, O2, H2 6) K, O2, H2 |
14. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза его водного раствора на инертных электродах.
| ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА | ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА |
| A)АlСl3 Б) RbOH B) Hg(NО3)2 Г) АuСl3 | 1) металл, галоген 2) гидроксид металла, хлор, водород 3) металл, кислород 4) водород, галоген 5) водород, кислород 6) металл, кислота, кислород |
9.Установите соответствие между формулой вещества и продуктом, который образуется на катоде в результате электролиза водного раствора этого вещества.
| ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА | ПРОДУКТ ЭЛЕКТРОЛИЗА |
| А) KBr Б) K2SO4 В) HNO3 Г) AgNO3 | 1) водород 2) калий 3) серебро 4) кислород 5) сера 6) оксид азота (IV) |
10. Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на аноде при электролизе её водного раствора.
| ФОРМУЛА СОЛИ | УРАВНЕНИЕ АНОДНОГО ПРОЦЕССА |
| A) KBr Б) AlCl3 B) CuSO4 Г) AgNO3 | 1) 2H2O – 4eà O2+4H+ 2) 2H2O + 2e à H2 + 2OH- 3) 2Cl- – 2e à Cl2 4) 2Br–2e à Br2 5) SO42- – 2e à SO2 + O2 6) 2NO3- – 2e à 2NO2+ O2 |
11. Установите соответствие между формулой соли и уравнением анодного процесса в водном растворе.
| ФОРМУЛА СОЛИ | УРАВНЕНИЕ АНОДНОГО ПРОЦЕССА |
| A) Al(NО3)3 Б) CuCl2 B) SbCl3 Г) Cu(NО3)2 | 1) 2H2О – 4е à О2+ 4H+ 2) 2H2О + 2е à H2+ 2ОH- 3) 2Cl- -2е à Cl2 4) Sb3++ 3е à Sb0 5) Cl- + 4H2О – 8е à ClO4- + 8H+ 6) 4NО3- – 4е à 2N2О + 5О2 |
25. Установите соответствие между формулой соли и продуктами, образующимися на аноде при электролизе его водного раствора.
| Формула соли | Продукты на аноде |
| A)CH3COONa Б) Cu(NO3)2 B)K2SO3 Г) АlСl3 | 1) металл 2) кислород 3) оксид серы (IV) 4) этан, углекислый газ 5) галоген 6)оксид азота (IV) |
Коррозия металлов.
Коррозия – это разрушение металлов и металлических конструкций под воздействием различных факторов окружающей среды – кислорода, влаги, вредных примесей в воздухе.
Коррозионная стойкость металла зависит от его природы, характера среды и температуры.
1) Благородные металлы не подвергаются коррозии из-за химической инертности;
2) Металлы Al, Ti, Zn, Cr, Ni имеют плотные газонепроницаемые оксидные плёнки, которые препятствуют коррозии;
3) Металлы с рыхлой оксидной плёнкой – Fe, Cu и другие – коррозионно неустойчивы. Особенно сильно ржавеет железо.
Различают химическую и электрохимическую коррозию.
Химическая коррозия происходит при воздействии на металл сухих газов, её называют газовой. 3Fe + 2O2 = Fe3O4
В аппаратах химических производств возможны процессы:
Fe + 2HCl à FeCl2 + H2
2 Fe + 3Cl2 à 2FeCl3
Электрохимическая коррозия – разрушение металла в присутствии воды и кислорода, либо в растворах электролитов.
В таких растворах на поверхности металла возникают процессы переноса электронов от металла к окислителю, которым является либо кислород, либо кислота, содержащаяся в растворе.
Читайте также:
Рекомендуемые страницы:
©2015-2020 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-08-27
Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных
Источник
- Главная
- Вопросы & Ответы
- Вопрос 2873097
Пармезан Черница
более месяца назад
Просмотров : 47
Ответов : 1
Лучший ответ:
Васян Коваль
Ответ В
CuCl2=Cu Cl2 расплав
CuCl2 H2O=Cu Cl2 H2O раствор
более месяца назад
Ваш ответ:
Комментарий должен быть минимум 20 символов
Чтобы получить баллы за ответ войди на сайт
Лучшее из галереи:
Другие вопросы:
Энджелл
Cinderella is ___(kind) than her sisters.The Wolf isnt ___(kind) to Red Riding Hood.Many children like __( long) cartoons.Pinocchio has got a __(long) nose than Malvina.The trees in the rain forest and in the taida are very __(tall).Giraffes are__ (tall) than elephants.Какая форма прилагательного н…
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 7
Ответов : 1
Таня Масян
Pb(NO3)2 какие здесь степени окисления?
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 4
Ответов : 1
Зачетный Опарыш
(5/8 3/4)*х=17/20 ПОМОГИТЕ!!!
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 3
Ответов : 1
Суррикат Мими
При помощи подъемного крана подняли груз массой 2500 кг на высоту 12 м. Какая работа при этом совершается ?
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 6
Ответов : 1
Васян Коваль
Задача на вычисление массовой доли элемента в сложном веществе. Вычислите массовую долю углерода (в%) в карбонате калияпожалуйста решите вместе с дано
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 7
Ответов : 1
Источник