Priprema maturanata na ispit. "Tema elektrolize na ispitu"

13.08.2020

Naprijed

Pažnja! Pregledi za pregled koristi se isključivo u informativne svrhe i ne može pružiti ideje o svim mogućnostima prezentacije. Ako si zainteresovan ovaj posaoPreuzmite punu verziju.

EME Rezultati Pokažite da zadatke na temu "Elektroliza" za maturante ostaju složeni. U školskom programu daje se nedovoljan broj sati studiju ove teme. Stoga, prilikom pripreme školaraca do ispita potrebno je istražiti ovo pitanje vrlo detaljno. Poznavanje osnova elektrohemije pomoći će diplomskim diplomskim da bi uspješno prebacili ispit i nastaviti obuku u visokoj obrazovnoj ustanovi. Za proučavanje teme "Elektroliza" na dovoljnom nivou mora se održati na dovoljnom nivou pripremni rad Diplomirani EGE: - Razmotriti definiranje osnovnih pojmova u temi "Elektroliza"; - analiza procesa elektrolize topline i elektrolitskog rješenja; - konsolidirati pravila za obnavljanje kationa na katodi i oksidaciju aniona na anodi (uloga molekula vode tokom elektrolize rešenja); - veštine formacije za pravljenje jednadžbi procesa elektrolize (katodnih i anodnih procesa); - podučavaju studente da obavljaju tipične zadatke osnovni nivo (zadaci), povišen i visoki nivo poteškoće. Elektroliza - Redox proces koji teče u rješenjima i topi se elektrolita tokom prolaska izravne električne struje. U rješenju ili rastopiti elektrolit, dolazi do disocijacije na joni. Kada se uključi električna struja, pomicanje usmjerenog i na površini elektroda mogu se pojaviti redox procesima. Anoda - Pozitivna elektroda, on ide o oksidacijskim procesima.

Katoda je negativna elektroda, postoje procesi oporavka na njemu.

Elektroliza topih Koristi se za dobivanje aktivnih metala smještenih u nizu stresa do aluminija (uključivo).

Elektroliza topljenja natrijum-hlorida

K (-) na + + 1e -\u003e na 0

A (+) 2cl - - 2e -\u003e CL 2 0

2Nacl (e-pošta) -\u003e 2na + CL 2 (samo s topljenjem elektrolize).

Aluminij se dobiva elektrolizom otopine aluminijskog oksida u rastopljenom kriolitu (na 3 ALF 6).

2Al 2 O 3 (Email) -\u003e 4al + 3O 2

K (-) Al 3+ + 3e ~ -\u003e Al

A (+) 2o 2 ~ -2e ~ -\u003e O 2

Elektroliza topljenja kalijuma hidroksida.

KOH-\u003e K + + OH ~

K (-) K + + 1E -\u003e K 0

A (+) 4Oh - - 4E -\u003e O 2 0 + 2N 2

4HOH (Email) -\u003e 4K 0 + O 2 0 + 2N 2 o

Elektroliza vodenih rješenja je složenija, jer se molekuli vode mogu obnoviti na elektrode u ovom slučaju.

Elektroliza vodenih rješenja soli Skomplikovanije zbog mogućeg sudjelovanja u procesima elektrode molekula vode na katodi i na anodi.

Pravila elektrolize u vodenim rješenjima.

Na katodi:

1. kation, smještene u nizu metala napona od litijuma do aluminija (uključivo), kao i kations Nn 4 +. Ne vraćajte se, molekuli vode se ponovo obnavljaju:

2N 2 O + 2E-> H 2 + 2H -

2. kations, smještene u nizu naprezanja nakon aluminija do vodonika, može se oporaviti zajedno s molekulama vode:

2N 2 O + 2E-> H 2 + 2H -

ZN 2+ + 2E-> ZN 0.

3. kations, smještene u nizu napona nakon vodonika, potpuno su obnovljeni: AG + + 1E-> AG 0

4. Vodonik ioni se vraćaju u kiselinskim rješenjima: 2N + + 2E-> H 2

Na anodi:

1. Anioni koja sadrži kiseonik i F - - Ne oksidirajte, molekuli vode su oksidiraju:

2N 2 O - 4E-> O 2 + 4N +

2. U suancioni su sumpora, joda, broma, hlora (u ovom nizu) oksidirani u jednostavne tvari:

2SL - - 2e-> CL 2 0 S 2- - 2E-> S 0.

3. Hidroksidni joni su oksidirani u alkalis rješenjima:

4on - - 4e-> O 2 + 2N 2 o

4. Anioni su oksidirana u rješenjima karboksilnih soli:

2 r - soo - - 2e-> R - R + 2SO 2

5. Kada koristite rastvorljive anode, elektroni u vanjski lanac šalju sam anoda zbog oksidacije metalnih atoma iz kojih se izrađuje anoda:

CU 0 - 2e-> Cu 2+

Primjeri procesa elektrolize u vodenim rješenjima elektrolita

Primjer 1.K 2 SO 4 -\u003e 2K + + SO 4 2-

K (-) 2h 2 O + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -

A (+) 2h 2 o - 4e ~ -\u003e O 2 + 4h +

Opća elektroliza Jednadžba: 2h 2 O (e-pošta) -\u003e 2 h 2 + o 2

Primjer 2. NaCl -\u003e na + + cl ~

K (-) 2h 2 O + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -

A (+) 2cl - - 2e -\u003e CL 2 0

2Nacl + 2h 2 O (e-pošta) -\u003e H 2 + 2naoh + CL 2

Primjer 3. CU SO 4 -\u003e Cu 2+ + tako 4 2-

K (-) Cu 2+ + 2E ~ -\u003e Cu

A (+) 2h 2 o - 4e ~ -\u003e O 2 + 4h +

Opća jednadžba elektrolize: 2 CU SO 4 + 2H 2 O (struja) -\u003e 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4

Primjer 4. CH 3 Coona-\u003e CH 3 Coo ~ + na +

K (-) 2h 2 O + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -

A (+) 2ch 3 Coo ~ - 2E ~ -\u003e C 2 H 6 + 2CO 2

Opća jednadžba elektrolize:

Ch 3 Coona + 2h 2 o (e-pošta) -\u003e H 2 + 2Nahco 3 + C 2 H 6

Pozitivi osnovnog nivoa složenosti

Test na temu "Elektroliza topline i rješenja soli. Broj metalnih napona. "

1. Kliknite jedan od proizvoda za elektrolizu u vodenoj otopini:

1) KCI. 2) CUSO 4 3) Feci 2 4) Agno 3

2. Uz elektrolizu vodene otopine kalijum nitrata na anodi dodijeljenom: 1) O 2.2) Ne 2 3) N 2 4) H 23. Vodonik se formira pod elektrolizom vodene otopine: 1) Caci 2. 2) CUSO 4 3) HG (br. 3) 2 4) Agno 34. Reakcija je moguća između: 1) AG i K 2 SO 4 (P-P) 2) ZN i KCI (P-P) 3) Mg i snci 2(P-P) 4) AG i CUSO 4 (P-P) 5. Uz elektrolizu otopine natrijum-jodida na katodi boje laka u otopini: 1) crvena 2 ) Plava 3) ljubičasta 4) žuto6. Uz elektroliza vodene otopine kalijumskog fluora na katodi dodijeljeno: 1) vodonik2) fluorid fluorin 3) Fluorin 4) kiseonik

Zadaci na temi "Elektroliza"

1. Elektroliza od 400 g 20% \u200b\u200botopine stolne soli zaustavljena je kada je na katodu odvojeno 11.2 litara (n.o.) plina. Stupanj razgradnje izvorne soli (u%) je:

1) 73 2) 54,8 3) 36,8 4) 18

Rješenje problema.Sastavljamo jednadžbu reakcije elektrolize: 2Nacl + 2h 2 O → H 2 + CL 2 + 2Aohm (NACL) \u003d 400 ∙ 0.2 \u003d 80 g soli su bili u rješenju.ν (H 2) \u003d 11,2 / 22,4 \u003d 0, 5 Mole ν (NACL) \u003d 0,5 ∙ 2 \u003d 1 MOLM (NACL) \u003d 1 ∙ 58.5 \u003d 58,5 g soli razgrađeni su tokom elektrolize. Razgradnja soli od 58,5 / 80 \u003d 0,73 ili 73%.

Odgovor: 73% razgrađenog soli.

2. Provodila je elektrolizu od 200 g kromijskog sulfatnog rješenja (III) na ukupnu potrošnju soli (metal se oslobađa na katodu). Masa (u gramima) potrošene vode je:

1) 0,92 2) 1,38 3) 2,76 4) 5,52

Rješenje problema.Kompiliramo elektrolizu reakcijsku jednadžbu: 2cr 2 (SO 4) 3 + 6h 2 O → 4CR + 3O 2 + 6h 2 SO 4M (CR 2) 3) \u003d 200 ∙ 0,1 \u003d 20Gν (CR 2) 3) \u003d 20/392 \u003d 0.051molν (H 2 o) \u003d 0.051 ∙ 3 \u003d 0,153 MOLM (H 2 O) \u003d 0,153 ∙ 18 \u003d 2,76 g

Potrese povišenog nivoa složenosti B3

1. Instalirajte prepisku između formule soli i jednadžba procesa koja teče na anodi tokom elektrolize njegove vodenog rješenja.

3. Instalirajte prepisku između formule soli i jednadžbe procesa koji teče na katodi pri elektrolizi njegove vodene otopine.

5. Instalirajte dopisnost između naziva tvari i proizvoda za elektroliza njegove vodene otopine.

Odgovori: 1 - 3411, 2 - 3653, 3 - 2353, 4 - 2246, 5 - 145. Na putu, proučavanjem teme elektrolize, diplomirani su dobro apsorbirani ovim odeljkom i izložbama lijepi rezultati Na ispitu. Studija materijala prati prezentaciju o ovoj temi.

Šta je elektroliza? Za jednostavnije razumijevanje odgovora na ovo pitanje, zamislimo bilo koji izvor izravne struje. Svaki DC izvor uvijek može pronaći pozitivan i negativan pol:

Spojite dvije hemijski otpornu na električno provodljive ploče koje pozivaju elektrode. Ploča pričvršćena na pozitivan pol naziva se anodom i negativnoj katodi:

Natrijum-hlorid je elektrolit, tokom topljenja, disocijacija na natrijumskim kationima i hloridnim jonivima:

Nacl \u003d na + + cl -

Očito je da će nabijene negativne klorske aline otići na pozitivno nabijenu elektrodu - anodu, a pozitivno naplaćene na + katije će ići na negativno nabijenu elektrodu - katodu. Kao rezultat toga, na + kations i CL anioni su ispušteni, odnosno postat će neutralni atomi. Pražnjenje se javlja kupovinom elektrona u slučaju NA + Iona i gubitka elektrona u slučaju CL iona. To jest, proces se nastavlja na katodi:

Na + + 1e - \u003d na 0,

I na anodi:

CL - - 1E - \u003d CL

Budući da svaki klor atoma ima neprofitabilan elektron, jedno postojanje njih je neprofitabilno i atomi hlora kombiniraju se u molekulu dva atoma klora:

CL ∙ + ∙ CL \u003d CL 2

Dakle, ukupni, proces koji teče na anodi je tačniji:

2cl - - 2E - \u003d CL 2

To jest, imamo:

Katoda: na + + 1e - \u003d na 0

Anoda: 2cl - - 2E - \u003d CL 2

Podnesemo elektronski saldo:

Na + + 1e - \u003d na 0 | ∙ 2

2cl - - 2e - \u003d CL 2 | ↑ 1<

Pomicanje lijeve i desne dijelove obje jednadžbe separacijaDobit ćemo:

2na + + 2e - + 2cl - - 2E - \u003d 2na 0 + CL 2

Smanjit ćemo dva elektrona na isti način kako se to radi u algebri, dobivamo ionsku elektrolizu jednadžbu:

2Nacl (g.) \u003d\u003e 2na + CL 2

Slučaj koji se razmatra je najjednostavniji slučaj s teorijskog stanovišta, jer su rastopiti natrijum-hlorida iz pozitivnog nabijenih jona samo natrijum-joni, a od negativnog - samo klor.

Drugim riječima, nijedna od na + kationa, niti na anionima CL - nije postojao "konkurenti" za katodu i anodu.

I šta će se dogoditi, na primjer, ako umjesto rastopi natrijum-hlorida, preskočite njegovu vodenu otopinu? U ovom slučaju se opaža disocijacija natrijum-hlorida, ali postaje nemoguće za formiranje metalnog natrijuma u vodenoj otopini. Uostalom, znamo da je natrijum predstavnik alkalnih metala - izuzetno aktivni metal koji reagira s vodom vrlo nasilno. Ako se natrijum ne može oporaviti u takvim uvjetima, što će se tada vratiti na katodu?

Sjetimo se strukture molekule vode. Ona je dipol, odnosno ima negativne i pozitivne stupove:

To je zbog ove nekretnine, može se "ripati" površinu katode i površinu anode:

U ovom slučaju mogu se pojaviti procesi:

2h 2 O + 2E - \u003d 2OH - + H 2

2h 2 O - 4E - \u003d O 2 + 4H +

Stoga se ispostavilo da ako razmotrimo rješenje bilo kojeg elektrolita, vidjet ćemo da se kations i anioni formiraju tijekom disocijacije elektrolita sa molekulama vode za oporavak katode i oksidacije na anodi.

Pa koji će se procesi dogoditi na katodi i na anodi? Ispuštanje jona formiranih tokom disocijacije elektrolita ili oksidacije / obnove molekula vode? Ili će se svi naznačeni procesi istovremeno dogoditi?

Ovisno o vrsti elektrolita, moguća su različite situacije tijekom elektrolize njegove vodene otopine. Na primjer, kavodi alkalne, alkalne zemlje, aluminij i magnezijum jednostavno se ne mogu oporaviti u vodenom mediju, jer ga treba dobiti, alkalni, alkalni zemaljski metali, aluminijum ili magnezijum, alkalni zemaljski metali, aluminijum ili magnezijum, tj . Voda reagiraju metale.

U ovom slučaju moguće je samo restauracija molekula vode na katodi.

Upamtite šta će proces prolaziti na katodi pri elektrolizi rješenja bilo kojeg elektrolita, može se slijediti slijediti sljedeći principi:

1) Ako se elektrolit sastoji od metalnog kationa, koji u slobodnoj državi u normalnim uvjetima reagira s vodom, katoda se obrađuje:

2h 2 O + 2E - \u003d 2OH - + H 2

Ovo se odnosi na metale na početku višeg broja ALC aktivnost.

2) Ako se elektrolit sastoji od metalnog kationa koji ne reagira u slobodnom obliku vodom, ali reagira neiklenim kiselinama, postoje dva procesa kao obnova metalnih kationa i molekula vode:

Ja n + + ne \u003d ja 0

Takvi metali uključuju metale koji su između AL i N u velikom broju aktivnosti.

3) Ako se elektrolit sastoji od vodikovih kationa (kiseline) ili metalnih kationa koji ne reagiraju s ne-kiselinama - obnavljaju se samo elektrolitni kationi:

2n + + 2E - \u003d H 2 - u slučaju kiseline

Mene n + + ne \u003d ja 0 - u slučaju soli

Na anodi u međuvremenu situacija je sljedeća:

1) Ako elektrolit sadrži anioni sa ostacima kiseoničkog kiseonika (osim F -), a anoda je proces njihove oksidacije, molekuli vode nisu oksidirani. Na primjer:

2SL - - 2E \u003d CL 2

S 2- - 2E \u003d s o

Ioni fluorida nisu oksidirani na anodi, jer fluor nije u stanju formirati u vodenoj otopini (reagira s vodom)

2) Ako elektrolit uključuje hidroksidene jone (alkali), oni su oksidirani umjesto molekula vode:

4on - - 4e - \u003d 2h 2 o + o 2

3) Ako elektrolit sadrži ostatke koji sadrži kiseonik (osim ostataka organske kiseline) ili fluor-jon (F -) na anodi postoji proces oksidacije molekula vode:

2h 2 O - 4E - \u003d O 2 + 4H +

4) U slučaju kiseline ostataka karboksilne kiseline na anodi postoji proces:

2RCOO - - 2E - \u003d R-R + 2CO 2

Vježbajmo za snimanje jednadžbi elektrolize za različite situacije:

Primjer №1

Napišite jednadžbe procesa koji se pojavljuju na katodi i anodi s elektrolizom topline cink hlorida, kao i opća jednadžba elektroliza.

Odluka

Prilikom grijanja cinkovog hlorida pojavi se njegova disocijacija:

ZNCL 2 \u003d ZN 2+ + 2CL -

Zatim ga treba posvetiti činjenici da je elektroliza topi cink hlorida, a ne vodeno rješenje. Drugim riječima, bez opcija, na katodi se može pojaviti samo restauracija cinka kationa, a oksidacija hloridnih jona na anodi. Nema molekula vode:

Katoda: ZN 2+ + 2E - \u003d ZN 0 | ∙ 1

Anoda: 2cl - - 2E - \u003d CL 2 | ∙ 1

ZNCL 2 \u003d ZN + CL 2

Primjer broj 2.

Napišite jednadžbe procesa koji teče na katodi i anodi s elektrolizom vodene otopine cink hlorida, kao i općim jednadžbim elektrolizom.

Otkad je u ovom slučaju vodena rešenje podvrgnuta elektrolizi, a zatim u elektrolizi teoretski, molekuli vode mogu učestvovati. Budući da se Cink nalazi u nizu aktivnosti između Al i IT-a, to znači da će katoda dogoditi i obnovu cinkovih kationa i molekula vode.

2h 2 O + 2E - \u003d 2OH - + H 2

ZN 2+ + 2E - \u003d ZN 0

Hlorid Ion je kiselina ostataka HCL kisičke kiseline, tako da je u konkurenciji za oksidaciju na anodnim kloridnim joni "pobijedio" u molekulama vode:

2cl - - 2E - \u003d CL 2

U ovom konkretnom slučaju, ukupna jednadžba elektrolize ne može se pisati, jer je nepoznat omjerom između vodonika i cinka puštenog na katodu.

Primjer broj 3.

Napišite jednadžbe procesa katode i anode elektrolizom vodene otopine bakrene nitrata, kao i opće jednadžbe elektrolize.

Bakrena nitrata u rješenju je u prethodnoj državi:

CU (br. 3) 2 \u003d CU 2+ + 2NO 3 -

Bakar je u nizu aktivnosti desno od vodonika, odnosno kations bakra će se oporaviti na katodu:

Cu 2+ + 2E - \u003d CU 0

Nitrat-Ion br. 3 - - ostatak kiseonika koji sadrže kiseonik, to znači da u oksidaciji na anodnim nitratnim joni "izgubi" u konkurenciji molekula vode:

2h 2 O - 4E - \u003d O 2 + 4H +

Na ovaj način:

Katoda: Cu 2+ + 2E - \u003d CU 0 | ∙ 2

2CU 2+ + 2H 2 O \u003d 2CU 0 + O 2 + 4H +

Jednadžba dobivena kao rezultat dodatka je jednadžba elektrolize Ion. Da biste stekli kompletnu molekularnu jednadžbu za elektrolizu, dodajte 4 jon nitrat na lijevu i desnu stranu dobivene ionske jednadžbe kao protu. Tada imamo:

2CU (br. 3) 2 + 2h 2 O \u003d 2CU 0 + O 2 + 4hno 3

Primjer broj 4.

Napišite jednadžbe procesa koji se pojavljuju na katodi i anodi s elektrolizom vodenih otopina kalijuma acetata, kao i općim jednadžbim elektrolizom.

Odluka:

Kalijum acetat u vodenoj otopini koja disocira ioni kalijuma i acetate:

Ch 3 Cops \u003d CH 3 Soo - + K +

Kalijum je alkalni metal, i.e. Smješten u velikom broju elektrohemijskog reda od stresa na samom početku. To znači da njegove katije nisu u stanju ispuštati katodu. Vodeni molekuli biće obnovljeni umjesto:

2h 2 O + 2E - \u003d 2OH - + H 2

Kao što je gore spomenuto, ostaci kiseline karboksilnih kiselina "pobijedili" u konkurenciji za oksidaciju u molekulama vode na anodi:

2 So 3 So - - 2E - \u003d CH 3 -CH 3 + 2CO 2

Dakle, sažimanjem elektronske ravnoteže i sklopivši dvije jednadžbe polu resursa na katodi i anodu dobivamo:

Katoda: 2h 2 O + 2E - \u003d 2OH - + H 2 | ↑ 1

Anoda: 2ch 3 Soo - - 2E - \u003d CH 3 -CH 3 + 2CO 2 | ∙ 1

2h 2 O + 2CH 3 Soo - \u003d 2OH - + H 2 + CH 3 -CH 3 + 2CO 2

Dobili smo kompletnu elektrolizu jednadžbu u ionskom obliku. Dodavanjem dva kalijum jona u lijevi i desni dio jednadžbe i riješili su se proturatorima, dobivamo kompletnu elektrolizu jednadžbu u molekularnom obliku:

2h 2 O + 2CH 3 COO \u003d 2KOH + H 2 + CH 3 -CH 3 + 2CO 2

Primjer broj 5.

Napišite jednadžbe procesa koji se pojavljuju na katodi i anodi s elektrolizom vodene otopine sumporne kiseline, kao i opće jednadžbe elektrolize.

Sulfurna kiselina disocira na vodikovim kationima i sulfate ionima:

H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-

Katoda će se pojaviti na kationici HDROGEN H +, a na anodnoj oksidaciji molekula vode, jer su sulfatni ioni ostaci koji sadrže kiseonike:

Katoda: 2N + + 2E - \u003d H 2 | ∙ 2

Anoda: 2h 2 O - 4E - \u003d O 2 + 4H + | ∙ 1

4N + + 2H 2 O \u003d 2h 2 + O 2 + 4H +

Smanjeni vodikovi ioni na lijevom i desnoj strani i lijevi dio jednadžbe, dobivamo jednadžbu elektrolize vodene otopine sumporne kiseline:

2h 2 O \u003d 2h 2 + O 2

Kao što vidite, elektroliza vodene otopine sumporne kiseline svodi se na elektrolizu vode.

Primjer broj 6.

Napišite jednadžbe procesa koji se događaju na katodi i anodi s elektrolizom vodenog otopine natrijum hidroksida, kao i cjelokupne jednadžbe elektrolize.

Disocijacija natrijum hidroksida:

Naoh \u003d na + + oh -

Na katodi će se obnoviti samo molekuli vode, jer je natrijum visoki aktivni metal, samo hidroksidni joni na anodi:

Katoda: 2h 2 O + 2E - \u003d 2OH - + H 2 | ∙ 2

Anoda: 4oh - - 4E - \u003d O 2 + 2H 2 o | ∙ 1

4h 2 O + 4OH - \u003d 4oh - + 2h 2 + O 2 + 2h 2 o

Smanjimo dva molekula vode u lijevu i desne i 4 hidroksida i 4 hidroksida i dođu do činjenice da se u slučaju sumporne kiseline elektroliza vodene otopine natrijum-hidroksida svodi na elektrolizu vode.

Naprijed

Pažnja! Pregledi za pregled koristi se isključivo u informativne svrhe i ne može pružiti ideje o svim mogućnostima prezentacije. Ako vas zanima ovaj posao, preuzmite punu verziju.

Rezultati EE-a pokazuju da zadaci na temu "Elektroliza" za maturante ostaju složeni. U školskom programu daje se nedovoljan broj sati studiju ove teme. Stoga, prilikom pripreme školaraca do ispita potrebno je istražiti ovo pitanje vrlo detaljno. Poznavanje osnova elektrohemije pomoći će diplomskim da bi uspješno prebacili ispit i nastaviti studije u visokoj obrazovnoj ustanovi. Za proučavanje teme "Elektroliza" na dovoljnoj razini, potrebno je provesti pripremni rad sa diplomiranima koji prolaze EGE: - Razmotriti identifikaciju osnovnih pojmova u temi "Elektroliza"; - analizira proces elektrolize topi i rješenja elektrolitima; - konsolidirati pravila za smanjenje kationa na katodi i oksidaciju aniona na anodi (uloga molekula vode tokom elektrolize rješenja); - formiranje vještina da se jednadžbe procesa elektrolize (katodnih i anodnih procesa); - podučavaju studente da obavljaju modele osnovne zadatke (zadatke), visoke i visoke složenosti. Elektroliza - Redox proces koji teče u rješenjima i topi se elektrolita tokom prolaska izravne električne struje. U rješenju ili rastopiti elektrolit, dolazi do disocijacije na joni. Kada se uključi električna struja, pomicanje usmjerenog i na površini elektroda mogu se pojaviti redox procesima. Anoda - Pozitivna elektroda, on ide o oksidacijskim procesima.

Katoda je negativna elektroda, postoje procesi oporavka na njemu.

Elektroliza topih Koristi se za dobivanje aktivnih metala smještenih u nizu stresa do aluminija (uključivo).

Elektroliza topljenja natrijum-hlorida

K (-) na + + 1e -\u003e na 0

A (+) 2cl - - 2e -\u003e CL 2 0

2Nacl (e-pošta) -\u003e 2na + CL 2 (samo s topljenjem elektrolize).

Aluminij se dobiva elektrolizom otopine aluminijskog oksida u rastopljenom kriolitu (na 3 ALF 6).

2Al 2 O 3 (Email) -\u003e 4al + 3O 2

K (-) Al 3+ + 3e ~ -\u003e Al

A (+) 2o 2 ~ -2e ~ -\u003e O 2

Elektroliza topljenja kalijuma hidroksida.

KOH-\u003e K + + OH ~

K (-) K + + 1E -\u003e K 0

A (+) 4Oh - - 4E -\u003e O 2 0 + 2N 2

4HOH (Email) -\u003e 4K 0 + O 2 0 + 2N 2 o

Elektroliza vodenih rješenja je složenija, jer se molekuli vode mogu obnoviti na elektrode u ovom slučaju.

Elektroliza vodenih rješenja soli Skomplikovanije zbog mogućeg sudjelovanja u procesima elektrode molekula vode na katodi i na anodi.

Pravila elektrolize u vodenim rješenjima.

Na katodi:

1. kation, smještene u nizu metala napona od litijuma do aluminija (uključivo), kao i kations Nn 4 +. Ne vraćajte se, molekuli vode se ponovo obnavljaju:

2N 2 O + 2E-> H 2 + 2H -

2. kations, smještene u nizu naprezanja nakon aluminija do vodonika, može se oporaviti zajedno s molekulama vode:

2N 2 O + 2E-> H 2 + 2H -

ZN 2+ + 2E-> ZN 0.

3. kations, smještene u nizu napona nakon vodonika, potpuno su obnovljeni: AG + + 1E-> AG 0

4. Vodonik ioni se vraćaju u kiselinskim rješenjima: 2N + + 2E-> H 2

Na anodi:

1. Anioni koja sadrži kiseonik i F - - Ne oksidirajte, molekuli vode su oksidiraju:

2N 2 O - 4E-> O 2 + 4N +

2. U suancioni su sumpora, joda, broma, hlora (u ovom nizu) oksidirani u jednostavne tvari:

2SL - - 2e-> CL 2 0 S 2- - 2E-> S 0.

3. Hidroksidni joni su oksidirani u alkalis rješenjima:

4on - - 4e-> O 2 + 2N 2 o

4. Anioni su oksidirana u rješenjima karboksilnih soli:

2 r - soo - - 2e-> R - R + 2SO 2

5. Kada koristite rastvorljive anode, elektroni u vanjski lanac šalju sam anoda zbog oksidacije metalnih atoma iz kojih se izrađuje anoda:

CU 0 - 2e-> Cu 2+

Primjeri procesa elektrolize u vodenim rješenjima elektrolita

Primjer 1.K 2 SO 4 -\u003e 2K + + SO 4 2-

K (-) 2h 2 O + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -

A (+) 2h 2 o - 4e ~ -\u003e O 2 + 4h +

Opća elektroliza Jednadžba: 2h 2 O (e-pošta) -\u003e 2 h 2 + o 2

Primjer 2. NaCl -\u003e na + + cl ~

K (-) 2h 2 O + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -

A (+) 2cl - - 2e -\u003e CL 2 0

2Nacl + 2h 2 O (e-pošta) -\u003e H 2 + 2naoh + CL 2

Primjer 3. CU SO 4 -\u003e Cu 2+ + tako 4 2-

K (-) Cu 2+ + 2E ~ -\u003e Cu

A (+) 2h 2 o - 4e ~ -\u003e O 2 + 4h +

Opća jednadžba elektrolize: 2 CU SO 4 + 2H 2 O (struja) -\u003e 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4

Primjer 4. CH 3 Coona-\u003e CH 3 Coo ~ + na +

K (-) 2h 2 O + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -

A (+) 2ch 3 Coo ~ - 2E ~ -\u003e C 2 H 6 + 2CO 2

Opća jednadžba elektrolize:

Ch 3 Coona + 2h 2 o (e-pošta) -\u003e H 2 + 2Nahco 3 + C 2 H 6

Pozitivi osnovnog nivoa složenosti

Test na temu "Elektroliza topline i rješenja soli. Broj metalnih napona. "

1. Kliknite jedan od proizvoda za elektrolizu u vodenoj otopini:

1) KCI. 2) CUSO 4 3) Feci 2 4) Agno 3

Zadaci na temi "Elektroliza"

1. Elektroliza od 400 g 20% \u200b\u200botopine stolne soli zaustavljena je kada je na katodu odvojeno 11.2 litara (n.o.) plina. Stupanj razgradnje izvorne soli (u%) je:

1) 73 2) 54,8 3) 36,8 4) 18

Odgovor: 73% razgrađenog soli.

2. Provodila je elektrolizu od 200 g kromijskog sulfatnog rješenja (III) na ukupnu potrošnju soli (metal se oslobađa na katodu). Masa (u gramima) potrošene vode je:

1) 0,92 2) 1,38 3) 2,76 4) 5,52

Potrese povišenog nivoa složenosti B3

1. Instalirajte prepisku između formule soli i jednadžba procesa koja teče na anodi tokom elektrolize njegove vodenog rješenja.

3. Instalirajte prepisku između formule soli i jednadžbe procesa koji teče na katodi pri elektrolizi njegove vodene otopine.

5. Instalirajte dopisnost između naziva tvari i proizvoda za elektroliza njegove vodene otopine.

Odgovori: 1 - 3411, 2 - 3653, 3 - 2353, 4 - 2246, 5 - 145. Na putu, proučavanje teme elektrolize, diplomirani su dobro apsorbirani ovim odjeljkom i prikazuju dobre rezultate na ispitu. Studija materijala prati prezentaciju o ovoj temi.

Elektroda na kojoj se javlja restauracija naziva se katoda.

Elektroda na kojoj se događa oksidacija je anoda.

Razmotrite procese koji se javljaju u elektrolizi topline soli kisičkih kiselina: HCl, HBR, HI, H 2 S (s izuzetkom fluorida ili tekućine - HF).

U topi, takva sol sastoji se od metalnih kationa i anije kiseline ostataka.

Na primjer, Nacl \u003d na + + cl -

Na katodi: Na + + ē \u003d na formiran je metalni natrijum (u općem slučaju - metal uključen u sol)

Na anodi: 2cl - - 2 ° \u003d CL 2 formiran gasoviti hlor (u općem slučaju - halogen, koji je dio ostataka kiseline - osim fluora - ili sumpora)

Razmotrite procese koji se javljaju u elektrolizi elektrolitnih rješenja.

Procesi koji tekuju na elektrode određeni su vrijednosti standardne potencijale elektrode i koncentracije elektrolita (nennst jednadžba). Školski tečaj ne smatra da se ovisnost potencijala elektrode iz koncentracije elektrolita i numeričke vrijednosti vrijednosti standardnih potencijala elektrode ne koriste se. Dovoljno je da studenti znaju da u nizu elektrohemijskih napetosti metala (brojne metalne aktivnosti) Vrijednost standardnog potencijala elektrode par me + n / me:

povećava se s lijeva na desno
metali, stojeći u nizu do vodika, imaju negativnu vrijednost ove vrijednosti
vodonik, prilikom vraćanja reakcije 2n + + 2 j \u003d h 2, (i.e. iz kiselina) ima nultu vrijednost standardnog potencijala elektrode
metali koji stoje u nizu nakon vodika, imaju pozitivnu vrijednost ove vrijednosti.

! vodonik kada je rekonstruiran reakcijom:

2h 2 O + 2 j \u003d 2oh - + H 2, (tj. Iz vode u neutralnom mediju) ima negativnu vrijednost standardnog potencijala elektrode -0,41

Anodni materijal može biti topljiv (željezo, hrom, cink, bakar, metali itd. Metali) i nerastvorljivo - inertne - (ugljen, grafit, zlato, platinast), dakle, ioni će biti prisutni u rješenju:

Ja - nē \u003d me + n

Formirani metalni joni bit će prisutni u rješenju elektrolita i trebat će se uzeti u obzir i njihova elektrohemijska aktivnost.

Na osnovu toga mogu se definirati sljedeća pravila za procese koji teče na katodi:

1. Kation za elektrolit nalazi se u elektrohemijskom retku stresa metala do aluminijskog inkluzivnog, oporavka vode se obrađuje:

2h 2 O + 2 j \u003d 2oh - + H 2

Metalne katije ostaju u otopini, u katodnom prostoru

2. Elektrolitna kation nalazi se između aluminija i vodonika, ovisno o koncentraciji elektrolita, ili je potreban proces oporavka vode ili proces oporavka metalnih jona. Budući da koncentracija nije navedena u zadatku, zabilježen je i mogući proces:

2h 2 O + 2 j \u003d 2oh - + H 2

Ja + n + nē \u003d ja

3. Informacija za elektrolit je vodonic ioni, tj. Elektrolit - kiselina. Vodikovinski joni se vraćaju:

2n + + 2 ° \u003d H 2

4. Kation za elektrolit je nakon vodonika, restauriraju metalne katije.

Ja + n + nē \u003d ja

Proces na anodi ovisi o materijalu anode i prirode aniona.

1. Ako se anoda rastvara (na primjer, željezo, cink, bakar, srebro), tada je li metal anode oksidiran.

Ja - nē \u003d me + n

2. Ako ANNERER ANODON, I.E. Ne rastvarajući (grafit, zlato, platina):

a) elektrolizom rješenja soli oksigenskih kiselina (osim fluorida), u toku je proces oksidacije aniona;

2cl - - 2 ° \u003d CL 2

2br. - - 2 ° \u003d br 2

2i. - - 2 ° \u003d i 2

S 2. - - 2 ° \u003d s

b) sa elektrolizom alkalis rješenja, proces oksidacije hidroksihroh je:

4oh. - - 4 četvrti \u003d 2h 2 O + O 2

c) Uz elektrolizu rješenja kiseoničkih kiselina: HNO 3, H 2 SO 4, H 2 CO 3, H 3 PO 4, i fluoridi, u toku je postupak oksidacije vode.

2h 2 o - 4 j - 4h + + o 2

d) Pod elektrolizom aceta (acetatne ili etatne kiseline soli) oksidiran je acetatom ionskom i solu do etana i ugljičnog oksida (IV) - ugljični dioksid.

2 SO 3 soo - - 2 ° C 2 h 6 + 2so 2

Primjeri zadataka.

1. Instalirajte prepisku između formule soli i proizvoda koji se formiraju na inertnoj anodi s elektrolizom njegove vodene otopine.

Soloi Formula

A) NiSO 4

B) naclo 4

C) licl

D) RBBR.

Proizvod na anodi

1) S 2) SO 2 3) CL 2 4) O 2 5) H 2 6) br 2

Odluka:

Budući da je inertna anoda navedena u zadatku, smatramo da se mijenjaju samo promjene sa kiselim ostacima formiranim tijekom disocijacije soli:

Dakle 4 2. - ostatak kiseonike kiseonike koji sadrže kiseoniku. Postoji proces oksidacije vode, oslobađa se kisik. Odgovor 4.

CLO 4. - ostatak kiseonike kiseonike koji sadrže kiseoniku. Postoji proces oksidacije vode, oslobađa se kisik. Odgovor 4.

Cl. - kiselini ostatak oksigene kiseline. Postoji proces oksidacije sam kiselog ostatka. Klor se razlikuje. Odgovor 3.

Br. - kiselini ostatak oksigene kiseline. Postoji proces oksidacije sam kiselog ostatka. Dodijeljen u brominu. Odgovor 6.

Ukupni odgovor: 4436

2. Instalirajte prepisku između formule soli i proizvoda koji se formiraju na katodi na elektrolizi njegove vodene otopine.

Soloi Formula

A) al (br. 3) 3

B) HG (br. 3) 2

C) CU (br. 3) 2

D) nano 3

Proizvod na anodi

1) vodonik 2) aluminijum 3) živa 4) bakra 5) kiseonik 6) natrijum

Odluka:

Budući da je katoda navedena u zadatku, smatramo da se mijenjaju samo promjene s metalnim katima formiranim tijekom disocijacije soli:

Al 3+. u skladu sa položajem aluminija u elektrohemijskom retku metala napona (od početka reda do aluminija uključivo) proći će proces oporavka vode. Vodonik se razlikuje. Odgovor 1.

HG 2+ u skladu sa položajem žive (nakon vodika) doći će do procesa oporavka žive iona. Formira se Merkur. Odgovor 3.

CU 2+ u skladu sa položajem bakra (nakon vodika) doći će do procesa obnavljanja bakra. Odgovor 4.

Na +. u skladu s položajem natrijuma (od početka broja do aluminijuma) ići će proces oporavka vode. Odgovor 1.

Ukupni odgovor: 1341

Ugradite dopisu između formule soli i formiranja proizvoda na inertnoj anodi tokom elektrolize njegove vodene otopine: Za svaku poziciju označenu slovom odaberite odgovarajuću poziciju naznačenu brojem.

Soloi Formula		Proizvod na anodi

SVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR:	B.	U	G.

Odluka.

Uz elektrolizu vodenih rešenja soli, alkalis i kiselina na inertnoj anodi:

Voda se isprazni i kisik se oslobađa ako je sol kiseoničke kiseline ili soli sa kiseonikom ili sol za hidrokloričnu kiselinu;

Ioni hidroksida su ispušteni, a kisik se oslobađa ako je alkalija;

Ostatak kiseline ispušta, što je dio soli, a odgovarajuća jednostavna supstanca se razlikuje, ako je sol kisičke kiseline (osim).

Prema posebnom procesu elektrolize karboksilnih soli.

Odgovor: 3534.

Izvor: Yandex: Trening rada ispita u hemiji. Opcija 1.

Podesite dopisnost između formule tvari i proizvoda koji se formira na katodi na elektrolizi njegove vodene otopine: Za svaku poziciju označenu slovom, odaberite odgovarajuću poziciju naznačenu brojem.

Formula tvari		Proizvod elektrolize, Katoda

Napišite brojeve kao odgovor postavljanjem prema narudžbi odgovarajućim slovima:

SVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR:	B.	U	G.

Odluka.

Uz elektrolizu vodenih rješenja soli na katodi, dodjeljuje se:

Vodonik, ako je metalna sol, stoji u nizu metala s lijeve strane aluminija;

Metal, ako je metalna sol, stoji u nizu metalnih naprezanja desno od vodonika;

Metal i vodonik, ako je metalna sol, stoji u nizu metalnih napona između aluminija i vodika.

Odgovor: 3511.

Izvor: Yandex: Trening rada ispita u hemiji. Opcija 2.

Soloi Formula		Proizvod na anodi

Napišite brojeve kao odgovor postavljanjem prema narudžbi odgovarajućim slovima:

SVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR:	B.	U	G.

Odluka.

Uz elektrolizu vodenih rješenja soli kiseoničkih kiseonika i fluorida oksidiranog kisika iz vode, tako da se kisik pušta na anode. U elektrolizi vodenih rješenja kisičkih kiselina, ostatak kiseline je oksidacija.

Odgovor: 4436.

Instalirajte prepisku između formule tvari i proizvoda koji se formira na inertnoj anodi kao rezultat elektrolize vodenog rješenja ove supstance: Svaku poziciju označenu slovom odaberite odgovarajuću poziciju naznačenom brojem .

Formula tvari

Proizvod na anodi

2) sumporni oksid (iv)

3) karbonski oksid (iv)

5) kiseonik

6) dušični oksid (iv)

Napišite brojeve kao odgovor postavljanjem prema narudžbi odgovarajućim slovima: