Электролиз (Electrolysis) — окислительно-восстановительный процесс | Задания 261-264

Вычисление массы и объема веществ, образующихся при электролизе

 

Решение задач по химии на электролиз вещества

Видео:ЭлектролизСкачать

Электролиз

 

 

Задание 261

Электролиз раствора К2SO4 проводили при силе тока 5 А в течение 3 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде? Ответ: 5,03 г; 6,267 л; 3,133 л.

Решение:
Стандартный электродный потенциал системы К+ + 1 =  К0 (-2,92 В) значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением водорода, а ионы К+, приходящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к нему зоне (катодное пространство):

2О + 2  = Н↑ + 2ОН

На аноде будет происходить электрохимическое окисление воды, приводящее к выделению кислорода:

2О — 4   = О↑ + 4Н+,

поскольку, отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,23 В) значительно ниже, чем стандартный электродный потенциал (+2,01 В), характеризующий систему: 2SO42- — 2   = 2S2O82-. Ионы SO42-, движущиеся при этом к аноду, будут накапливаться  в анодном пространстве.

Массу разложившейся воды находим из уравнения Фарадея, имея в виду, что 3 ч = 10800 с и МЭ2О) = 9 г/моль, получим:

m(H2O) = МЭ(В) I  .  t/F = 9 . 5 . 10800/96500 = 5,036 г.

При вычислении объёмов выделившихся газов представим уравнение Фарадея в следующем виде: 

V = VЭ . I . t/F

Здесь V – объём выделившегося газа, л; m(B) – масса выделившегося вещества, г; VЭ – эквивалентный объём газа, л/моль; МЭ(В) – масса эквивалента вещества, г/моль; I – сила тока,  А;  t – время, с; F – число Фарадея, 96500.

Поскольку при нормальных условиях эквивалентный объём водорода равен 11,2 л/моль, а кислорода – 5,6 л/моль, получим:

V(H2) = (11,2 . 5 . 10800)/96500 = 6,267 л;
V(О2) = (5,6 . 5 . 10800)/96500 = 3,133 л;

Ответ: m(H2O) 5,03 г; V(H2)  =  6,267 л; V(О2)  =3,133 л.


Задание 262.
При электролизе соли некоторого металла в течение 1,5 ч при силе тока 1,8 А на катоде выделилось 1,75 г этого металла. Вычислите эквивалентную массу металла. Ответ: 17.37 г/моль.
Решение:
Эквивалентную массу металла рассчитаем из уравнения Фарадея относительно эквивалентной массы вещества, подставив в него данные из задачи, получим:

m(В) = МЭ(В)  t/F; 
МЭ(Ме) = m(В) . F/(I . t) = (1,75 . 96500)/(1,8 . 60 . 60 . 1,5) = 17,37 г/моль.

Здесь m(B) – масса выделившегося вещества, г; VЭ – эквивалентный объём газа, л/моль; МЭ(В)масса эквивалента вещества, г/моль; I – сила тока,  А;  t – время, с; Fчисло Фарадея, 96500 Кл/моль.

Ответ: 17.37 г/моль.


Задание 263.
При электролизе раствора СuSO4 на аноде выделилось 168 см3 газа (н.у.). Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, и вычислите, какая масса меди выделилась на катоде. Ответ:0,953г.
Решение:
Стандартный электродный потенциал системы Cu2+ + 2   =  Cu0 (+0,34 В) значительно положительнее потенциала водородного электрода в кислой среде (0,00 В). В  этом случае на катоде будет происходить электрохимическое восстановление меди Cu2+:

Cu2+ + 2   = Cu0

На аноде будет происходить электрохимическое окисление воды, приводящее к выделению кислорода:

2О — 4   = О2↑ + 4Н+,

поскольку, отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,23 В) значительно ниже, чем стандартный электродный потенциал (+2,01 В), характеризующий систему: 2SO42- — 2  = 2S2O82-. Ионы SO42-, движущиеся при этом к аноду, будут накапливаться  в анодном пространстве.

Эквивалентный объём кислорода равен 5,6 л/моль. Тогда количество эквивалентов выделившегося кислорода равно:

 (О2) = V(O2)/VЭ2) = 0,168/5,6 = 0,03 моль.

Так как  (О2) =  (Cu), то можно рассчитать массу выделившейся меди при электролизе сульфата меди, получим:

m(Cu) =  (Cu) . MЭ(Cu) = 0,03 . 31,77 = 0,953 г.

Ответm(Cu) = 0,953 г.


Задание 264.
Электролиз раствора Na2SO4 проводили в течение 5 ч при силе тока 7 А. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде? Ответ: 11,75 г; 14,62 л; 7,31 л.
Решение:
Стандартный электродный потенциал системы Na+ +1 = Na0 (-2,71 В) значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением водорода, а ионы Na+, приходящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к нему зоне (катодное пространство):

2О + 2    =  Н2↑ + 2ОН

На аноде будет происходить электрохимическое окисление воды, приводящее к выделению кислорода:

2О — 4    =   О2↑ + 4Н+,

поскольку, отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,23 В) значительно ниже, чем стандартный электродный потенциал (+2,01 В), характеризующий систему: 2SO42- — 2  = 2S2O82-. Ионы SO42-, движущиеся при этом к аноду, будут накапливаться  в анодном пространстве.

Массу разложившейся воды находим из уравнения Фарадея, имея в виду, что 5 ч = 18000 с и МЭ2О) = 9 г/моль, получим:

m(H2O) = МЭ(В) . t/F = 9 . 7 . 18000/96500 = 11,75 г.

При вычислении объёмов выделившихся газов представим уравнение Фарадея в следующем виде: 

V = VЭ . I. t/F

Здесь V – объём выделившегося газа, л; m(B) – масса выде m(H2O) = 11,75 г; V(H2) = 14,62 л;V(О2) =  7,31 л.лившегося вещества, г; VЭ – эквивалентный объём газа, л/моль; МЭ(В)масса эквивалента вещества, г/моль; I – сила тока,  А;  t – время, с; Fчисло Фарадея, 96500.
Поскольку при нормальных условиях эквивалентный объём водорода равен 11,2 л/моль, а кислорода – 5,6 л/моль, получим:

V(H2) = (11,2 . 7 . 10800)/96500 = 14,62 л;
V(О2) = (5,6 . 7 . 10800)/96500 = 7,31 л

Ответ: V(H2) =  14,62 л; V(О2) = 7,31 л.


🔥 Видео

Электролиз. 10 класс.Скачать

Электролиз. 10 класс.

Окислительно восстановительные реакции. Электролиз | Химия 11 класс #19 | ИнфоурокСкачать

Окислительно восстановительные реакции. Электролиз | Химия 11 класс #19 | Инфоурок

Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.Скачать

Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.

Окислительно-восстановительные реакции. 1 часть. 10 класс.Скачать

Окислительно-восстановительные реакции. 1 часть. 10 класс.

Электролиз расплавов и растворов солей.Теория для задания 22 ЕГЭ по химииСкачать

Электролиз расплавов и растворов солей.Теория для задания 22 ЕГЭ по химии

Электролиз NaClСкачать

Электролиз NaCl

7. ЭлектролизСкачать

7. Электролиз

90. Электролиз (часть 1)Скачать

90. Электролиз (часть 1)

Опыты по химии. Электролиз раствора йодида калияСкачать

Опыты по химии. Электролиз раствора йодида калия

Опыты по химии. Электролиз раствора хлорида медиСкачать

Опыты по химии. Электролиз раствора хлорида меди

Опыты по химии. Электролиз раствора сульфата натрияСкачать

Опыты по химии. Электролиз раствора сульфата натрия

Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.

Химия / 9 класс / ЭлектролизСкачать

Химия / 9 класс / Электролиз

Магнитный электролиз (Magnetic electrolysis) © SEVER-SСкачать

Магнитный электролиз (Magnetic electrolysis) © SEVER-S

Электролиз золота, снятие позолоты в растворе повареной солиСкачать

Электролиз золота, снятие позолоты в растворе повареной соли

Все об электролизе за 40 минут | ЕГЭ ХИМИЯ 2022 | СОТКАСкачать

Все об электролизе за 40 минут | ЕГЭ ХИМИЯ 2022 | СОТКА

Электролиз раствора сульфата меди(II)Скачать

Электролиз раствора сульфата меди(II)

Электролиз расплавов и растворов. 10 класс.Скачать

Электролиз расплавов и растворов. 10 класс.

Электролиз, 1988Скачать

Электролиз, 1988
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии