Составление схем электролиза солей марганца и натрия
Электролиз раствора сульфата марганца MnSO4
Задача 137.
Составить схемы электролиза раствора сульфата марганца, если электроды: а) угольные; б) марганцевые. Напишите электродные уравнения для процессов, протекающих на катоде и аноде.
Решение:
MnSO4 — соль менее активного металла и кислородсодержащей кислоты. Для Mn,металла со средней химической активностью, на катоде происходят одновременно две реакции – образование водорода и выделение металла.
1. Составляем уравнения реакций, протекающих при электролизе водного раствора сульфата марганца(II) с инертными электродами. На катоде восстанавливаются ионы марганца (II) (восстановлением воды можно пртнебречь), на аноде окисляются молекулы воды:
MnSO4 = Mn2+ + SO42–
Mn2+ + 2 = Mn0 (катод)
2H2O + 2 = Н2↑ + 2ОН– (катод)
2H2O — 4 = O2↑ + 4H+ (анод)
Ионно-молекулярное уравнение:
Mn2+ + 2 + 2H2O + 2 + 2H2O — 4 = Mn0 + H2↑ + 2OH— –+ O2↑ + 4H+
Молекулярное уравнение:
MnSO4 + 2H2O = 2Mn + H2↑ (у катода) + H2SO4 + O2↑ (у анода)
Таким образом, при электролизе водного раствора MnSO4 на катоде выделяется газообразный водород и металлический марганец, на аноде газообразный кислород. Продукты электролиза: марганец, водород, кислород и серная кислота.
2. Составляем уравнения реакций, протекающих при электролизе водного раствора сульфата марганца(II) с марганцевыми электродами.
При использовании марганцевого анода окислению подвергается материал анода — марганец, в результате чего анод будет растворяться.
Mn2+ + 2 = Mn0 (катод)
2H2O + 2 = Н2 + 2ОН– (катод)
Mn0 — 2 = Mn2+ (анод)
Ионно-молекулярное уравнение:
Mn2+ + 2Н2О + 2Mn0 = Mn0 + 2Mn2+ + H2↑ + 2OH–
После приведения равенства, получим:
Mn0 + 2H2O = H2↑ + Mn2+
Продукты электролиза: H2 и Mn(OH)2.
Электролиз раствора иодида натрия
Задача 1.
Найти массу продуктов электролиза раствора иодида натрия, взятого массой 1 кг и содержащего 10% примесей. Выход по току считать равным 90 %. Уравнения электролиза раствора иодида натрия написать подробно с обоснованием катодного и анодного процессов.
Решение:
M(NaI) = 149,89 г/моль;
V(I2) = 253,8089 г/моль;
M(H2) = 2,01588 г/моль.
1. Электродные процессы электролиза
Стандартный электродный потенциал системы Na+ + 1 = Na0 (-2,713 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):
(-) К: 2Н2О + 2 = Н2^ + 2ОН–
На анодух будет происходить окисление хлрид-ионов с выделением газообразного хлора, так как стандартные электродные потенциалы систем:
2I– -2е = I20; 2H2O -4е = O2^ = 4H+ соответственно равны + 0,536 В; 1,23 В:
(+) А: 2I– -2 = I20
Схема электолиза:
(-) К: 2Н2О + 2 = Н2↑ + 2ОН–
(+) А: 2I– -2 = I20
Ионно-молекулярное уравнение:
2Н2О + 2I– = Н2↑ + 2ОН– + I2
Молекулярное уравнение:
2Н2О + 2NaI = Н2↑ + 2NaОН (у катода) + I2 (у анода).
Таким образом, при электролизе NaI на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды с выделением газообразного водорода, а ионы ОН– и N+ будут образовывать щелочную среду: Na+ + ОН– = КОН — растворимое основание. В анодом пространстве будет накапливаться свободный I2.
2. Расчет массы продуктов электролиза
Уравнение реакции имеет вид:
2Н2О + 2КI = Н2↑ + 2КОН + I2
Из уравнения вытекает: n(NaI) = 0,5n(H2) = 09,5n(I2)
Тогда
n(NaI) = m(NaI)/M(NaI) = 900/149,89 = 6 моль.
n(H2) = n(I2) = n(NaI)/2 = 6/2 = 3 моль.
m(H2) = n(H2) . M(H2) = 3 . 2,01588 = 6,05 г.
m(I2) = n(I2) . M(I2) = 3 . 253,8089 = 761,43 г.
Ответ: m(H2) = 6,05 г; m(I2) = 761,43 г.
📽️ Видео
Все об электролизе и задании 20 за 20 минут | Химия ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать
Электролиз. 10 класс.Скачать
Электролиз. Решение задач. 1 часть. 10 класс.Скачать
Электролиз расплавов и растворов солей.Теория для задания 22 ЕГЭ по химииСкачать
Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать
Электролиз растворов солей в ЕГЭ за 8 минутСкачать
Часть 3-2. Электролиз водных растворов. Примеры решений уравнений (подробно).Скачать
Электролиз растворов. 2 часть. 10 класс.Скачать
Электролиз. Решение задач. 2 часть. 10 класс.Скачать
Электролиз расплавов и растворов. 10 класс.Скачать
Электролиз раствора соли нитрата меди Cu(NO3)2 | Схема электролиза солиСкачать
ЭлектролизСкачать
Электролиз раствора соли MnSO4, если электроды: а) угольные; б) марганцевыеСкачать
Задания №20, 21 | Электролиз. Гидролиз солей | ЕГЭ по химии 2024Скачать
Электролиз расплавов и растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать
Электролиз. Часть 2. Уравнения электролиза расплавов и растворов.Скачать
Электролиз растворов. 3 часть. 10 класс.Скачать
Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.Скачать
Технологический институт - гальванический элемент, электролиз, коррозия. Задачи.Скачать
Опыты по химии. Испытание веществ и их растворов на электропроводностьСкачать