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

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 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.

ЭлектролизСкачать

Электролиз

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

Электролиз. Часть 1. Процесс электролиза, основные закономерности.

ЭЛЕКТРОЛИЗ катод анод ИОНЫСкачать

ЭЛЕКТРОЛИЗ катод анод ИОНЫ

Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.Скачать

Электролиз растворов. 1 часть. 10 класс.

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

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

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

Задачи на электролиз с растворимым анодом.Скачать

Задачи на электролиз с растворимым анодом.

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

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

Электролиз. Получение хлора, получение свинца. Химия – ПростоСкачать

Электролиз. Получение хлора, получение свинца. Химия – Просто

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

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

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)

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