Выделение металла на электродах при электролизе раствора его соли | Задачи 692 — 695

Последовательность выделения металлов при электролизе раствора их солей

 

 

Задача 692. 

В какой последовательности будут выделяться металлы при электролизе раствора, содержащего в одинаковой концентрации сульфаты никеля, серебра, меди?

Решение:

Стандартные электродные потенциалы систем:

 


Следовательно,  02 >03 > 01. Поэтому сначала будет выделяться серебро, затем, медь и только после этого никель. 

Ответ: Ag, Cu, Ni.  


Задача 693.
Раствор содержит ионы Fe2+, Ag+, Bi3+, Pb2+ в одинаковой концентрации. В какой последовательности эти ионы будут выделяться при электролизе, если напряжение достаточно для выделения любого металла?
Решение:
Стандартные электродные потенциалы систем

 


Следовательно,  02 > 03 > 04 >  01. Поэтому сначала будут выделяться ионы серебра, затем, висмута, свинца и только после этого железа. 

Ответ:  Ag+, Bi3+, Pb2+, Fe2+.


Задача 694.
Составить схему процессов, происходящих на медных электродах при электролизе водного раствора КNO3.
Решение:
Так как значение электродного потенциала системы K+ — 2  K0 (-2,924 В) значительно ниже, чем потенциал водородного электрода в нейтральной среде 2H2O + 2  ⇔ H2↑ + 2ОH (-0,41 В), а значение электродного потенциала меди намного выше значений потенциалов калия и воды, то на катоде будет наблюдаться восстановление ионов меди:

Cu2+ + 2  ⇔ Cu0.

Ионы меди будут приходить к катоду от анода, а ионы калия будут накапливаться в катодном пространстве.
На аноде будет происходить электрохимическое окисление меди, так как электродный потенциал системы
Cu0 — 2 ⇔ Cu2+  (+0,337 В) значительно ниже электродного потенциала системы
2H2O — 4  ⇔ O2↑ + 4Н+  (+1,228 В):

Cu0 — 2   Cu2+.

Медь – материал анода будет растворяться, и накапливаться вместе с приходящими к аноду нитрат-ионами.

Таким образом, при электролизе раствора нитрата калия на медных электродах происходит растворение медного анода и осаждение чистой меди на медном катоде. Ионы калия и нитрат-ионы в процессе электролиза не участвуют, а являются средой для проведения электролиза и остаются в растворе. Следовательно, энергия электрического тока при этом электролизе расходуется на перенос меди с анода на катод. Данный процесс можно использовать для рафинирования меди очистка её от примесей. Медные пластины соединяют с источником постоянного тока таким образом, чтобы очищения медь была катодом, а неочищенная медь – анодом.


Задача 695.
Имеется раствор, содержащий КСI и Сu(NO3)2. Предложить наиболее простой способ получения практически чистого KNO3.
Решение:
Для получения практически чистого KNO3 из смеси  КСI и Сu(NO3)2 можно предложить электрохимический метод, основанный на проведении электролиза данной смеси. Стандартный электродный потенциал системы: Cu2+ + 2  ⇔Cu0 (+0,34 В) значительно положительнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В) и системы: K+ + 1  ⇔ K0  (-2,924 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление ионов меди:

Cu0 — 2  ⇔ Cu2+.

Ионы калия будут накапливаться в катодном пространстве.

На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов хлора Cl, не смотря на то, что стандартный электродный потенциал системы:  Cl — 2   Cl* (1,359 В) менее положителен, чем системы: 2H2O — 4  ⇔O2↑ + 4Н+ (1,228В):

2Cl — 2   2Cl*;  Cl + Cl* =Cl2.

Нитрат-ионы будут накапливаться в анодном пространстве. Сложив уравнения катодного и анодного процессов, получим суммарное уравнение электролиза:

Cu2+ + 2Cl      Cu0   +   Cl2
                     катод       анод

Ионно-молекулярная форма процесса:

Cu(NO3)2 + 2KCl  Cu + 2K+  + Cl2↑ + 2NO3
                  у катода          у анода

Молекулярная форма процесса:

Cu(NO3)2 + 2KCl Cu + Cl2↑ + 2КNO3

Таким образом, при электролизе смеси КСI и Сu(NO3)2 на катоде выделяется металлическая медь, а на аноде – газообразный хлор. Оставшиеся ионы калия и нитрат-ионы можно выделить в виде чистой кристаллической соли KNO3 методом выпаривания из раствора после проведения электролиза смеси солей.


🌟 Видео

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. 10 класс.Скачать

Электролиз. 10 класс.

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 растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.

ЭлектролизСкачать

Электролиз

ЭЛЕКТРОЛИЗ катод анод ИОНЫСкачать

ЭЛЕКТРОЛИЗ катод анод ИОНЫ

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

Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.

Определение массы металла и объема газа, выделяющихся на электродах при электролизе солиСкачать

Определение массы металла и объема газа, выделяющихся на электродах при электролизе соли

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

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

Задачи на электролиз с растворимым анодом.Скачать

Задачи на электролиз с растворимым анодом.

8 класс. Массовая доля растворенного вещества. Решение задач.Скачать

8 класс. Массовая доля растворенного вещества. Решение задач.

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

Электролиз. Решение задач. 1 часть. 10 класс.

ХИМИЯ 11 класс : Электролиз растворовСкачать

ХИМИЯ 11 класс : Электролиз растворов

Электролиз. Получение хлора, получение свинца. Химия – ПростоСкачать

Электролиз. Получение хлора, получение свинца. Химия – Просто

Электролиз расплавов и растворов. 10 класс.Скачать

Электролиз расплавов и растворов. 10 класс.

Электролиз расплавов и растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз расплавов и растворов. 1 часть. 10 класс.

91. Электролиз. Задачи (часть 2)Скачать

91. Электролиз. Задачи (часть 2)

Как ЛЕГКО понять Химию с нуля — Массовая доля вещества // ХимияСкачать

Как ЛЕГКО понять Химию с нуля — Массовая доля вещества // Химия

Электролиз. Часть 2. Уравнения электролиза расплавов и растворов.Скачать

Электролиз. Часть 2. Уравнения электролиза расплавов и растворов.

Электролиз. Решение задач. 2 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз. Решение задач. 2 часть. 10 класс.
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии