Яглов В.Н. (ред.) Задачи предлабораторного контроля по химии

Подождите немного. Документ загружается.

АНОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Таблица 2

Вид

анода

Электрод-

ный потен

циал

процесса

окисле

ния

Вид

анионов

Анодный

процесс

Описание

процесса

—

•

.._

Инертный анод

(С,

Р1

и др )

<•

А1

+1,5В

Анионы

бескислоро-

дных

кислот (С1

Вг

др)

А"

- пё = А

Окисляются

только

анионы

бескисло-

родных

кислот

—

'А/А

+1.5В

Анионы

кислород-

содержа-

щих кислот

(8О

~,МО

РО]-

др)

2Н

4е=

+4Н

Окисля-

ются только

молекулы

воды или

ОН~-

ионы

(рН>7) Анио-

ны кислород-

содержащих

кислот не

окисляются и

остаются в

анолите

Раствори-

мый

метал-

лический

анод

Ме - пё =

=Ме

п+

Окисля-

ется

только

металл

анода

УРОВЕНЬ А

1. Указать какие катионы металлов можно восстановить

методом электролиза из водных растворов:

1Л

2п

г+

Вв

Ответ:

2п

+ 2е =

2п,

Н§

+ 2е =

Н»

2. Указать какие анионы можно окислить методом

электролиза из водных растворов:

8О

Вг

Ответ: 2Вг

- 2е =

Вг

- 2е =

3. Написать выражение объединенного закона Фарадея для

определения массы

вещества

выделяющегося на

электродах или разлагающегося при электролизе.

Указать размерность.

эк

СВ)-1-т.

Ответ:

(г).

УРОВЕНЬ В

1.Составить

схемы электролиза и написать уравнения

электродных процессов водных растворов солей (анод

инертный): а) хлорида меди (II), б) гидроксида натрия.

Какие продукты выделяются на катоде и аноде?

Дано:

а)

СиС1

б)

КаОН.

Анод инертный

Схема

электролиза-?

2. Продукты

электролиза-?

РЕШЕНИЕ

а)

СиС1

Си

2СГ

Схему электролиза составляем в

соответствии с таблицами 1 и 2:

К(-)

А(+) инертный

Си

+ 2ё = Си

2СГ

- 2ё =

С1

На катоде выделяется Си, на аноде выделяется

С1

б) МаОН =

Nа

ОН"

К(-) А(+) инертный

Ка

4ОН~-4ё

2Н

О+2ё

+2ОН

^а

катоде выделяется

на аноде выделяется

2.Составйть схемы электролиза и написать уравнения

электродных процессов водного раствора соли сульфата

никеля

(II),

если: а) анод инертный, б) анод никелевый.

Какие продукты выделяются на катоде и аноде?

Дано:

а) анод инертный

б) анод никелевый

1. Схема

электролиза-?

2. Продукты

электролиза-?

РЕШЕНИЕ

а) анод - инертный

N1504

№

8О1~

Схему электролиза составляем в

соответствии с таблицами 1 и 2:

А(+) инертный

К(-)

М1

2ё

5О

2Н

0+2ё=Н

+2(Ж

2Н

О-4ё=Ю

+4Н

На катоде выделяется

на аноде выделяется

б) анод - никелевый:

№30

№

+ 2ё = №

2Н

0+2ё

+20Н

А(+)

(N1)

№ - 2ё =

№

На катоде выделяется

, на аноде растворяется

N1.

•При

электролизе растворов

а)

нитрата кальция,

б)

нитрата

се

ребра

на аноде выделяется 560 мл газа (н.у.). Составить

хе

му

электролиза и написать уравнения электродных

роцессов.

Определить какое вещество и в каком

ичестве

выделилось на катоде? Анод инертный.

Дано.

Электролиты:

а) Са(Ш

)

б)

А§ГО,

0(В|)

анод = 560

см

Анод инертный

Схема

электролиза-?

2 т

л^ч

//(.

•

3. V,

0(В

)

РЕШЕНИЕ

а)

Са(Ш,)

Са

+ 2

Схема

электролиза-

К(-)

А(+)

инертный

Са

М?,'

2Н

О+2ё=Н

+2ОН

2Н

О-4ё=О

+4Н

На катоде выделяется

на аноде

выделяется

По закону эквивалентов

п-ж

(В

(

)(анод)

эк

(В

)(катод)

В соответствии со схемой

электролиза'

"эк

(О

)(анод)

(Н

)(катод)

или

V V

0(Н

)

V V

ЭК

(0)

ЭК

(Н)

откуда

0(Н

(О)

560

-И

200

5600

>1оп

1120см

*м

(//)

'200

см

/моль,

(О)

5600

см

^/моль

На катоде выделилось

1 1

см водорода.

б)

А^Ш,

+ ЛАС»;

Схема электролиза:

К(-)

А(+)

инертный

А§

+ ё =

А§

N0'

2Н

О-4ё=О

+4Н

На катоде выделяется

А§,

на аноде выделяется

По закону эквивалентов:

(О

)(анод)

эк

(А§)(катод)

или

А8

(02)

ЭК

(А

)-У,

, откуда т. =

ЭК

(А§)

108 560

эк

(0)

5600

10,8г.

108

гдеМ

эк

(А§)

=108г/моль

На катоде выделилось 10,8 г серебра.

УРОВЕНЬ С

1. Составить схему электролиза и написать уравнения

электродных процессов водного раствора сульфата

калия (анод инертный). Определить какие вещества

и в каком количестве выделяются на катоде и аноде,

если проводить электролиз в течение четырех часов

при силе тока 2 А. Температура 298К, давление 99

кПа.

Дано

Электролит:

5О

Т —

А.

—

Ч-

298 К

1-2А

Р = 99

кПа

_^нод

инертный

Схема

электролиза-?

г,

(

к*Я"то

тт^

(В

\ЛЛ

\^Д

)

2 V

•

РЕШЕНИЕ

1 V

СС\

О1^

л-

С/~)^*

1Ч.

й1_/4 —

'Ь"-

^^4

Схема электролиза:

К(-)

2Н

+ 26

+2ОН

На катоде выделяется

выделяется

А(+) (инертный)

зо1~

2Н

О-4ё

+4Н

На,

на аноде

СНг)

Р 26,8

(Я)

=11,2

л/моль.

Если

т - с, то Р =

96500

Кл/моль,

если

т - ч, то Р

26,8

А-ч/моль.

' — \ 67 л.

(От)

Т-*

Л/~

26,8

(О)

= 5,6 л/моль.

Объем водорода при заданных условиях

-Р

0(Н

)

~ Т '

о'

(

101,325-298-3,34

откуда:

= -

3,73 л.

-Р

Нз

273-99

Объем кислорода при заданных условиях:

о-

(

)

101,325-298-1,67

= '

=1,87

л.

-Р

273-99

2. Металлическую деталь, площадь поверхности которой

равна 100

см

необходимо покрыть слоем электролитически

осажденной меди из раствора хлорида меди (II). Составить

схему электролиза и написать уравнения электродных

процессов, если анод медный. Сколько времени должно

длится осаждение при силе тока 8 А и выходе по току 98%,

если толщина

покрытия

0,15

мм.

Плотность меди

- 8,9

г/см

Дано:

Электролит:

СиСЬ

5 = 100

см

0,15

мм

= 8А

ВТ

98%

си

= 8,9 г/см

Анод медный

Схема

электролиза-?

Время электролиза, т -?

РЕШЕНИЕ

1.СиС1

=Си

2СГ

Схема электролиза:

К(-) А(+) медный

Си

+ 2ё = Си

СГ

Си - 2ё =

Си

На катоде выделяется Си, на аноде

растворяется Си.

2. По закону Фарадея с учетом выхода по току (ВТ) масса меди

равна:

эк

(Си)-М

Масса меди, необходимая для получения медного покрытия:

Си

5-Ь-р

(г),

где 5 -

см

Ь - см, р -

г/см

си

•ВТ.

откуда

• Ь 1 ,

т =

5-Ь-р-Р

_100-0.15-10~'

-8.9-26.8

эк

(Си)-1-ВТ~

32-8-0.98

—

=32

г/моль

1,44

часа,

2 2

= 26,8 -

А-ч/моль,

тогда т - ч.

•Определить молярную концентрацию эквивалента

Раствора нитрата серебра, если для выделения всего серебра

мл

этого раствора потребовалось пропустить ток силой

течение 25 минут. Составить схему электролиза и

исать уравнения электродных процессов.

Не

Ртный.

Выход по току серебра 100%.

Анод

Дано.

Электролит:

= 4А

ра

=75мл

-с

= 25 мин

Анод инертный

Схема

электролиза-?

2. С

РЕШЕНИЕ

А^

N0'

Схема электролиза: ',

К(-)

А(+)

инертный

А$

ё=

А§

N0;

2Н

О - 4ё =

+ 4

На катоде выделяется

А§,

на аноде

выделяется

2. Молярная концентрация эквивалента раствора

А#М)

р-ра

По закону эквивалентов:

эк

(А§М>0

эк

(А§),

где

А§

- масса серебра, выделившегося при электролизе с

учетом

100%

выхода по току.

откуда

м,

/•г

тогда

эк

(А&МО

)

эк

(А§)

Молярная концентрация эквивалента раствора

0,83 моль/л.

где т - с, Р

96500

Кл/моль,

ра

- л.

12. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПОЛУЧЕНИЕ

МЕТАЛЛОВ

УРОВЕНЬ А

1. Написать реакции взаимодействия цинка с водными

растворами

N304

НС1.

Ответ:

2п

+ 2НС1 = 2пС1

2п +

2ЫаОН

2Н

На

[2п(ОН)

]

2. Из приведенного ряда (Си,

А§,

М§,

Са), указать

металлы, которые взаимодействуют с соляной кислотой.

Написать уравнения реакций.

Ответ: В соответствии со следствием из ряда стандартных

электродных потенциалов разбавленные кислоты (кроме

НМОз)

взаимодействуют только

металлами,

которых

(

Ме

ЧМс

О-

Следовательно, с соляной кислотой взаимодействуют

М§

и Са.

М§

+ 2НС1 = М§С1

Са + 2НС1 =

СаС1

3. Можно ли получить серебро и магний из водных

растворов их солей

А§1ЧОз

М§(МОз)2

восстановлением

цинком, написать уравнение реакции.

Ответ: В соответствии со следствием из ряда стандартных

электродных потенциалов металлов, металлы у которых

меньшее значение стандартных электродных потенциалов

вытесняют металлы с большим значением стандартных

электродных потенциалов. Находим стандартные электродные

потенциалы:

12п

=-0,765,

м.=

+0,805,

<р°

1М

-2,345.

Следовательно

У|>

ОВЕНЬ в

сать

100