Электролиз водного раствора соли сульфата металла | Задачи 711 — 715

Какие процессы протекают на электродах при электролизе солей серной кислоты

 

Задача 711. 

При электролизе водного раствора сульфата никеля (II) на аноде протекает процесс: 2H2O → O2 + 4H+ + 2. Из какого материала сделан анод: а) из никеля; б) из меди; в) из золота?

Решение:
Стандартный электродный потенциал электрохимической системы Ni → Ni2+ + 2 (-0,24 В) положительнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В) незначительно. Поэтому на катоде будет выделяться никель:

Ni2+ + 2 = Ni0.

Так как на аноде протекает процесс:  2H2O → O2 + 4H+ + 2, то материалом анода служит золото, потому что потенциал окисления воды (+1,228 В) выше, чем потенциал окисления никеля (-0,24 В) и меди (+0,337 В), но несколько ниже, чем для окисления золота (+1,498 В).

Ответ: в).


Задача 712.
При электролизе водного раствора сульфата калия значение рН раствора в приэлектродном пространстве возросло. К какому полюсу источника тока присоединен электрод: а) к положительному; б) к отрицательному? 
Решение:
Поскольку калий в ряду напряжений стоит значительно раньше водорода, то у катода будет происходить выделение водорода и накопление ионов  OH, что приводит к повышению рН раствора. У анода будет идти выделение кислорода и накопление ионов H+, что способствует понижению рН раствора. В то же время в катодное пространство будут приходить ионы К+, а в анодное – ионы  SO42-. Таким образом, раствор во всех его частях будет оставаться электронейтральным. Однако в катодном пространстве будет накапливаться щёлочь, а в анодном – кислота. Поэтому электрод присоединён к отрицательному полюсу источника тока, т.е. является катодом, на котором протекает восстановление воды: 

2О + 2е = Н2↑  + 2ОН

Ответ: б)


Задача 713.
При электролизе водного раствора соли значение рН в приэлектродном пространстве одного из электродов возросло. Раствор какой соли подвергся электролизу: а) КСI; б) СuCl2; в) Сu(NO3)2?
Решение:
Стандартные электродные потенциалы систем  K → K+ + 1 и  Cu → Cu2+ + 2 соответственно равны -2,924 В и 0,337 В, то в случае соли KCl у катода будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением газообразного водорода и ионов  OH, придающих раствору щелочную среду, что и будет приводить к повышению значения рН. На аноде будет происходить окисление воды с выделением газообразного кислорода и ионов водорода, которые будут понижать рН раствора в прианодном пространстве.

Уравнения электродных процессов:

К(+): 2|4|2H2O + 2 = H2↑ + 2OH
А(-):  1|2|2Н2О — 4ē = О2↑ + 4Н+

В случае электролиза солей СuCl2 и Сu(NO3)2, на катоде будет происходить электрохимическое восстановление ионов меди:

Cu2+ + 2 = Cu0.

Поэтому при электролизе солей малоактивного металла – меди рН раствора в приэлектродном пространстве не будет повышаться.

Ответ: а). 


Задача 714.
При электролизе водного раствора NaOН на аноде выделилось 2,8 л кислорода (условия нормальные). Сколько водорода выделилось на катоде: а) 2,8 л; б) 5,6 л; в) 11,2 л; г) 22,4 л?
Решение:
При электролизе раствора едкого натра на электродах выделяется: водород (катод) и кислород (анод). Электрохимические процессы на электродах при электролизе NaOH:

катодный процесс: 2H2O + 2  = H2↑+ 2OH;
анодный процесс: 4OH — 4  = O2 + 2H2O.

Умножив, уравнение катодного процесса на два и сложив его с уравнением анодного процесса, получим суммарное уравнение процесса:

2H2O = 2H2↑  +  O2↑ 
           катод       анод

Из суммарного уравнения электролиза NaOH вытекает, что при электролизе щёлочи выделяется в два раза большее количество водорода, чем кислорода. Поэтому,  если на аноде выделилось 2,8 л кислород, то на катоде в два раза больше выделится водорода: 2,8 . 2 = 5,6 л.

Ответ: б).


Задача 715.
При электролизе раствора CuCl2 масса катода увеличилась на 3,2 г. Что произошло при этом на медном аноде: а) выделилось 0,112 л С12 б) выделилось 0,56 л О2; в) перешло в раствор 0,1 моля Сu2+; г) перешло в раствор 0,05
моля Cu2+?
Решение:
При электролизе раствора соли CuCl2 с медным анодом, последний будет окисляться в ходе электролиза, переходить в раствор в виде катионов Cu2+ и «переосаждаться» на катоде. Следовательно, будет наблюдаться перенос меди с анода на катод. Таким образом, если масса катода увеличилась на 3,2 г, то на аноде такое же количество меди перешло в раствор.

Рассчитаем количество меди:  

Ответ: г).


🔥 Видео

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

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

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

Электролиз. 10 класс.Скачать

Электролиз. 10 класс.

Электролиз раствора сульфата натрия | ЕГЭ по химииСкачать

Электролиз раствора сульфата натрия | ЕГЭ по химии

ЭлектролизСкачать

Электролиз

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.

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 раствора сульфата меди(II)Скачать

Электролиз раствора сульфата меди(II)

Электролиз раствора сульфата натрияСкачать

Электролиз раствора сульфата натрия

Электролиз растворов. 2 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз растворов. 2 часть. 10 класс.

Электролиз раствора сульфата меди(II)Скачать

Электролиз раствора сульфата меди(II)

ХИМИЯ 11 класс : Электролиз растворовСкачать

ХИМИЯ 11 класс : Электролиз растворов

Электролиз NaClСкачать

Электролиз NaCl

Электролиз. Часть 7. Электролиз с растворимым анодомСкачать

Электролиз. Часть 7. Электролиз с растворимым анодом

Опыты по химии. Электролиз раствора хлорида медиСкачать

Опыты по химии. Электролиз раствора хлорида меди

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

Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.

ch0704 Электролиз водного раствора сульфата натрияСкачать

ch0704 Электролиз водного раствора сульфата натрия

Электролиз раствора сульфата меди(II)Скачать

Электролиз раствора сульфата меди(II)

Электролиз раствора сульфата медиСкачать

Электролиз раствора сульфата меди
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии