Электролиз (Electrolysis). Уравнение Фарадея | Задания 274-276

Электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе растворов солей

 

Решение задач по химии на электролиз соли

 

 

Задание 274.
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе раствора КВг. Какая масса вещества выделяется на катоде и аноде, если электролиз проводить в течение 1 ч 35 мин при силе тока 15 А? Ответ: 0,886 г; 70,79 г.
Решение:
Стандартный электродный потенциал системы К+ +    = 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):

 2Н2О + 2  = Н2↑+ 2ОН

На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов Br-, приводящее к выделению брома:

2Br — 2    = Br2.

поскольку  отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,07 В) значительно ниже, чем стандартный потенциал (+1,23 В), характеризующий систему:

2О — 4  = О2↑ + 4Н+

Массу веществ, выделившихся на электродах находим из уравнения Фарадея, имея в виду, что 1 ч 35 мин = 5700 с и МЭ2) = 1 г/моль, МЭ(Br2) = 79,916 г/моль получим:

m(B) = МЭ(B) . t/F
m(H2) = МЭ(H2. t/F = 1 . 15 . 5700/96500 = 0,886 г;
m(Br2) = МЭ(Br2) . I . t/F = 79,916 . 15 . 5700/96500 = 70,81 г.

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

Ответ: m(H2) = 0,886 г; m(Br2) = 70,81 г.


Задание 275.
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора СuCl2. Вычислите массу меди, выделившейся на катоде, если на аноде выделилось 560 мл газа (н.у.). Ответ: 1,588 г.
Решение:
а) Электролиз соли хлорида меди на угольных электродах:
Стандартный электродный потенциал системы Cu2+ + 2   = Cu0 (+0,34 В) значительно положительнее потенциала водородного электрода в кислой среде (0,00 В). В  этом случае при электролизе соли на угольных электродах, на катоде будет происходить электрохимическое восстановление меди Cu2+:

Cu2+ + 2   = Cu0

 На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов Cl, приводящее к выделению хлора:

2Cl — 2   = Cl2↑.

поскольку  отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,36 В) значительно выше, чем стандартный потенциал (+1,23 В), характеризующий систему

2О — 4    = О2 + 4Н+

 Чтобы вычислить массу меди, выделившейся на катоде при электролизе CuCl2, рассчитаем количество эквивалентов хлора, выделившегося на аноде, зная его объём и эквивалентный объём, получим:

Эквивалентный объём хлора равен 11,2 л/моль. Тогда количество эквивалентов выделившегося хлора равно:

 (Cl2) = V(Cl2)/VЭ(Cl2) = 0,560/11,2 = 0,05 моль.

Так как  (Cl2) =  (Cu), то можно рассчитать массу выделившейся меди при электролизе CuCl2, получим:

m(Cu) =  (Cu) . MЭ(Cu) = 0,05 . 31,77 = 1,588 г.

Ответ: m(Cu) = 1,588 г.


Задание 275.
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора СuCl2. Вычислите массу меди, выделившейся на катоде, если на аноде выделилось 560 мл газа (н.у.). Ответ: 1,588 г.
Решение:
а) Электролиз соли медного купороса на угольных электродах:
Стандартный электродный потенциал системы Cu2+ + 2   = Cu0 (+0,34 В) значительно положительнее потенциала водородного электрода в кислой среде (0,00 В). В  этом случае при электролизе соли на угольных электродах, на катоде будет происходить электрохимическое восстановление меди Cu2+:

Cu2+ + 2   = Cu0

 На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов Cl, приводящее к выделению хлора:

2Cl — 2   = Cl2↑.

поскольку  отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,36 В) значительно ниже, чем стандартный потенциал (+1,23 В), характеризующий систему

2О — 4    = О2 + 4Н+

 Чтобы вычислить массу меди, выделившейся на катоде при электролизе CuCl2, рассчитаем количество эквивалентов хлора, выделившегося на аноде, зная его объём и эквивалентный объём, получим:

Эквивалентный объём хлора равен 11,2 л/моль. Тогда количество эквивалентов выделившегося хлора равно:

 (Cl2) = V(Cl2)/VЭ(Cl2) = 0,560/11,2 = 0,05 моль.

Так как  (Cl2) =  (Cu), то можно рассчитать массу выделившейся меди при электролизе CuCl2, получим:

m(Cu) =  (Cu) . MЭ(Cu) = 0,05 . 31,77 = 1,588 г.

Ответ: m(Cu) = 1,588 г.


Задание 276.
При электролизе соли трехвалентного металла при силе тока 1,5 А в течение 30 мин на катоде выделилось 1,071 г металла. Вычислите атомную массу металла. Ответ: 114,835.
Решение:
Эквивалентную массу металла рассчитаем из уравнения Фарадея относительно массы вещества, подставив в него данные из задачи, получим:

m(В) = МЭ(В) . t/F; 
МЭ(Ме) = m(В) . F/(I . t) = (1,071 . 96500)/(1,5 . 60 . 30) = 38,278 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; F – число Фарадея, 96500 Кл/моль.

Учитывая, что металл трёхвалентный рассчитаем его атомную массу:

Аr(Ме) = МЭ(Ме) . В = 38,278 . 3 = 114,835, где В – валентность металла.

Ответ: Аr(Ме) = 114,835.


📹 Видео

Электролиз. Закон Фарадея. 10 класс.Скачать

Электролиз. Закон Фарадея. 10 класс.

Задачи на электролиз с растворимым анодом.Скачать

Задачи на электролиз с растворимым анодом.

Все об электролизе и задании 20 за 20 минут | Химия ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать

Все об электролизе и задании 20 за 20 минут | Химия ЕГЭ 2023 | Умскул

Электролиз. 10 класс.Скачать

Электролиз. 10 класс.

Электролиз. Задача на закон Фарадея с площадью поверхности и выходом по току.Скачать

Электролиз. Задача на закон Фарадея с площадью поверхности и выходом по току.

Закон Фарадея (теория + задача). Электролиз. Часть 4-1.Скачать

Закон Фарадея (теория + задача). Электролиз. Часть 4-1.

ФИЗХА 10-11 класс | Электролиз, закон Фарадея | Олимпиадные задачи по химииСкачать

ФИЗХА 10-11 класс | Электролиз, закон Фарадея | Олимпиадные задачи по химии

Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза | Физика 10 класс #60 | ИнфоурокСкачать

Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза | Физика 10 класс #60 | Инфоурок

Электролиз. Решение задач. 1 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз. Решение задач. 1 часть. 10 класс.

Закон ФарадеяСкачать

Закон Фарадея

Опыты по физике. Электролиз раствора сульфата меди (II). Первый закон ФарадеяСкачать

Опыты по физике. Электролиз раствора сульфата меди (II). Первый закон Фарадея

Урок 298. Электрический ток в жидкостях. Закон Фарадея для электролизаСкачать

Урок 298. Электрический ток в жидкостях. Закон Фарадея для электролиза

ЭлектролизСкачать

Электролиз

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

Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.

Часть 3-2. Электролиз водных растворов. Примеры решений уравнений (подробно).Скачать

Часть 3-2. Электролиз водных растворов. Примеры решений уравнений (подробно).

Задачи на закон Фарадея. Средняя сложность. Электролиз. Часть 4-2.Скачать

Задачи на закон Фарадея. Средняя сложность. Электролиз. Часть 4-2.

Химическое действие электрического тока. Закон Фарадея. 8 класс.Скачать

Химическое действие электрического тока. Закон Фарадея. 8 класс.

Химическое действие электрического тока. Закон Фарадея. Практическая часть. 8 класс.Скачать

Химическое действие электрического тока. Закон Фарадея. Практическая часть. 8 класс.

Закон Фарадея и плотность тока. Олимпиадная задача. Физика+химия.Скачать

Закон Фарадея и плотность тока. Олимпиадная задача. Физика+химия.

Расчётные задачи с нуля. Глава 6. ЭлектролизСкачать

Расчётные задачи с нуля. Глава 6. Электролиз
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии