Kaip išspręsti elektrolizės iššūkius. Vandenilis, atkuriant reakcijos elektrolizės egzaminą chemijos teorijoje

13.08.2020

Atgal

DĖMESIO! Peržiūros skaidrės yra naudojamos tik informaciniais tikslais ir negali suteikti idėjų apie visus pristatymo galimybes. Jeigu tu susidomėjai Šis darbasAtsisiųskite visą versiją.

EME rezultatai Parodykite, kad tema "Electrolizės" užduotys absolventams išlieka sudėtinga. Mokyklos programoje nepakanka valandų skaičiaus šios temos tyrimo. Todėl rengdami moksleivius į egzaminą būtina ištirti šį klausimą labai išsamiai. Žinios apie elektrochemijos pagrindus padės absolventams sėkmingai perduoti egzaminą ir tęsti mokymą aukštojo mokslo įstaigoje. Temos "elektrolizės" tyrimas turi būti laikomas pakankamu lygiu parengiamieji darbai Su EGE absolventais: - apsvarstyti galimybę apibrėžti pagrindines temos "elektrolizės" sąvokas; - lydinio ir elektrolitų tirpalų elektrolizės proceso analizė; - konsoliduoti taisykles atkuriant katijonus ant anodo anodo katodo ir oksidacijos. (vandens molekulių vaidmuo sprendimų elektrolizės metu); - formavimo įgūdžiai, skirti elektrolizės proceso lygtis (katodo ir anodo procesai); - mokyti mokinius atlikti tipines užduotis pagrindinis lygis (užduotys), padidėję ir aukštas lygis sunkumų. Elektrolizė. \\ T - Redox procesas teka tirpaluose ir lydosi elektrolitų per tiesioginės elektros srovės praėjimą. Sprendime ar lydalo elektrolite, jo disociacija vyksta jonai. Įjungus elektros srovę, kryptinis judėjimas ir ant elektrodų paviršiaus gali pasireikšti redokso procesai. Anodas - teigiamas elektrodas, jis eina oksidacijos procesus.

Katoda yra neigiamas elektrodas, yra išieškojimo procesai.

Lydymo elektrolizė Jis naudojamas aktyviams metalams, esantiems iš aliuminio įtempių (įskaičiuojant) eilėje.

Lydalo natrio chlorido elektrolizė

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

A (+) 2Cl - - 2e -\u003e Cl 2 0

2Nacl (el. Paštas) -\u003e 2na + Cl2 (tik su lydalo elektrolize).

Aliuminis gaunamas aliuminio oksido tirpalo elektrolize (NA 3 ALF 6).

2AL 2 O 3 (el. Paštas) -\u003e 4AL + 3O 2

K (-) al 3+ + 3E ~ -\u003e al

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

Kalio hidroksido lydalo elektrolizė.

Koh-\u003e k + + oh ~

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

A (+) 4OH - - 4E -\u003e O 2 0 + 2n 2

4KOH (el. Paštas) -\u003e 4K 0 + o 2 0 + 2n 2 o

Vandeninių tirpalų elektrolizė yra sudėtingesnė, nes šioje byloje vandens molekulės gali būti atkurtos elektroduose.

Druskų vandeninių tirpalų elektrolizė Siauslinga dėl galimų dalyvavimo elektrodų procesuose vandens molekulių ant katodo ir ant anodo.

Elektrolizės taisyklės vandeniniais tirpalais.

Katode:

1. katijonai, esantys metalų įtampa iš ličio iki aliuminio (imtinai), taip pat katijonų Nn 4 +. Nenaudokite, vietoj to atkuriamos vandens molekulės:

2n 2 o + 2e-> H 2 + 2H -

2. katijonų, esančių iš eilės po aliuminio į vandenilį, galima susigrąžinti kartu su vandens molekuliais:

2n 2 o + 2e-> H 2 + 2H -

Zn 2+ + 2e-> Zn 0.

3. katijonai, esantys įtampos eilėje po vandenilio, yra visiškai atkurta: Ag + + 1e-> AG 0.

4. Vandenilio jonai atkuriami rūgšties tirpaluose: 2n + + 2e-> H 2.

Anode:

1. Deguonies turinčios anijutės ir F - - ne oksiduokite, vandens molekulės yra oksiduojamos:

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

2. Sieros, jodo, bromo, chloro (šioje sekoje) šepetėliai yra oksiduojami į paprastas medžiagas:

2SL - - - 2e-> Cl. 2 0 s 2- - 2e-> S 0.

3. Alkalio sprendimuose oksiduojami hidroksido jonai:

4ON - - - 4E-> O 2 + 2n 2 o

4. Anads oksiduojamos į karboksirių druskų tirpalus:

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

5. Naudojant tirpių anodus, elektronai į išorinę grandinę siunčia anodą dėl metalų atomų oksidacijos, iš kurių atliekamas anodas:

Cu 0 - 2e-> Cu 2+.

Elektrolizės procesų pavyzdžiai elektrolitų vandeniniais tirpalais

1 pavyzdys.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 +

Bendra elektrolizės lygtis: 2H 2 O (el. Paštas) -\u003e 2 h 2 + o 2

2 pavyzdys NACL -\u003e na + + cl ~

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

A (+) 2Cl - - 2e -\u003e Cl 2 0

2nacl + 2H 2 o (el. Paštas) -\u003e H 2 + 2NAOH + CL 2

3 pavyzdys. CU SO 4 -\u003e CU 2+ + SO 4 2-

K (-) cu 2+ + 2e ~ -\u003e cu

A (+) 2H 2 O - 4E ~ -\u003e O 2 + 4H +

Bendra elektrolizės lygtis: 2 CU SO 4 + 2H 2 O (srovė) -\u003e 2CU + O 2 + 2H 2 SO 4

8 pavyzdys CH 3 COONA-\u003e CH 3 COO ~ + na +

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

A (+) 2CH 3 COO ~ - 2E ~ -\u003e C2H 6 + 2CO 2

Bendra elektrolizės lygtis:

CH3 COONA + 2H 2 O (el. Paštas) -\u003e H 2 + 2Nahco 3 + C 2H 6

Pagrindinio sudėtingumo lygio užsakymai

Testas temoje "Melto elektrolizė ir druskų tirpalai. Metalinių įtampų skaičius. "

1. Spustelėkite yra vienas iš elektrolizės produktų vandeniniame tirpale:

1) Kci. 2) CUSO 4 3) FECI 2 4) AGNO 3

2. Su vandeninio tirpalo kalio nitrato ant anodo asignuotas elektrolizės: 1) O 2.2) NO 2 3) N 2 4) H 23. Vandenilis susidaro vandeninio tirpalo elektrolizėju: 1) CACI 2. 2) CUSO 4 3) HG (Nr. 3) 2 4) AGNO 34. Reakcija yra įmanoma tarp: 1) AG ir K 2 SO 4 (P-P) 2) ZN ir KCI (P-P) 3) Mg ir snci 2(P-P) 4) AG ir CUSO 4 (P-P) 5. Su natrio jodido tirpalo elektrolizės ne Lacmus spalvos katode tirpale: 1) raudona 2 ) Mėlyna 3) Violetinė 4) Yellow6. Su vandeninio kalio fluorido elektrolizės elektrolizuojant katodu skiriama: 1) vandenilis2) fluoro fluoro 3) fluoro 4) deguonis

Užduotys temoje "Elektrolizė"

1. Elektrolizė 400 g 20% \u200b\u200btirpalo stalo druskos buvo sustabdytas, kai 11,2 litrų (N.O.) dujų buvo atskirta ant katodo. Šaltinio druskos skaidymo laipsnis (%) yra:

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

Problemos sprendimas.Mes rengiame elektrolizės reakcijos lygtį: 2nacl + 2H 2 o → H 2 + Cl2 + 2NaOHM (NaCl) \u003d 400 ∙ 0,2 \u003d 80 g druskų buvo tirpal.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 druskų buvo suskaidyta elektrolizės metu. Druskos skilimas 58,5 / 80 \u003d 0,73 arba 73%.

Atsakymas: 73% druskos suskaido.

2. Atlikta 200 g 10% chromo sulfato tirpalo (III) elektrolizė iki bendros druskos išlaidų (metalas išleidžiamas į katodą). Suvartoto vandens masė (gramais) yra:

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

Problemos sprendimas.Mes rengiame elektrolizės reakcijos lygtį: 2cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O → 4CR + 3O 2 + 6H 2 SO 4M (CR2 (SO 4) 3) \u003d 200 ∙ 0,1 \u003d 20gν (CR2 (SO 4) 3) \u003d 20/392 \u003d 0,051molν (H2 o) \u003d 0,051 ∙ 3 \u003d 0,153 molm (H 2 o) \u003d 0,153 ∙ 18 \u003d 2,76 g

Padidėjęs sudėtingumo lygis B3

1. Įdėkite druskos formulės korespondenciją ir proceso lygtį, tekančią ant anodo elektrolizės jo vandeninio tirpalo elektrolizės.

3. Įdiekite druskos formulės korespondenciją ir proceso lygtį, tekančią ant katodo elektrolizės jo vandeninio tirpalo.

5. Įdiekite korespondenciją tarp medžiagos ir jo vandeninio tirpalo elektrolizės produktų.

Atsakymai: 1 - 3411, 2 - 3653, 3 - 2353, 4 - 2246, 5 - 145. Keliaujant elektrolizės tema, absolventai yra gerai absorbuojami šiame skyriuje ir rodo gerus rezultatus egzaminui. Medžiagos tyrimas lydi pristatymą šia tema.

6 tema. "Sprendimų ir druskų elektrolizė lydosi"
1. Elektrolizė - oksidacinis - mažinimo procesas, tekantis elektroduose, kai elektros srovė perduodama per tirpalą arba elektrolitų tirpiklį.
2. Catode - neigiamas elektrodas. Atkūrimas metalo ir vandenilio katijonų (rūgščių) arba vandens molekulių atkūrimo.
3. Anodas yra teigiamas elektrodas. Yra oksidacijos rūgšties liekanos ir girosogroupo anijomis (šarmuose).
4. Su druskos tirpalo elektrolizės reakcijos mišinyje yra vandens. Kadangi vanduo taip pat gali parodyti oksidacines ir atkuriančias savybes, tai yra "konkurentas" ir katodu bei anodo procesams.
5. Yra elektrolizė su inertiniais elektrodais (grafitas, anglis, platina) ir aktyvus anodas (tirpus), taip pat elektrolitų tirpimo elektrolizė.
Katodiniai procesai
Jei metalas yra įtempių eilėje:
Metalo padėtis įtempių eilėje
Restauravimas katode
nuo Li į al
Atkurti vandens molekules: 2H2O + 2E- → H20 + 2OH-
nuo mn iki pb
Atkuriamos vandens molekulės ir metalo katijonai:
2H2O + 2E- → H20 + 2OH-
Vyrai + + ne- → me0
nuo cu iki au
Atkuriamos metalinės katijonai: vyrai + + ne- → me0
Anodų procesai
Rūgščių liekana
Asm-
Anodas
Tirpus
(geležis, cinkas, varis, sidabras)
Netirpi
(Grafitas, auksas, platina)
Beždžionė
Metalo anodo oksidacija
M0 - ne- \u003d mn +
anodo sprendimas
Anijono oksidacija (išskyrus f-)
Asm- - me- \u003d ac0
Deguonies, kuriame yra
Fluoridas - jonas (f-)
Rūgštinėje ir neutralioje aplinkoje:
2 H2O - 4E- → O20 + 4H +
Šarminės aplinkoje:
4ON- - 4E- \u003d O20 + 2N2O
Medžioklių elektrolizės procesų pavyzdžiai su inertiškais elektrodais
Elektrolito lydyme yra tik jo jonai, todėl ant kodo atkuriami elektrolitų katijonai, o anode oksiduojami anozės.
1. Apsvarstykite kalio chlorido lydalo elektrolizę.
KSL terminis disociacija → k + + cl-
K (-) k + + 1e- → k0
A (+) 2SL- - 2E- → CL02
Santrauka:
2xl → 2k0 + CL20
2. Apsvarstykite kalcio chlorido lydalo elektrolizę.
SASL2 → CA2 + 2SL šiluminė disociacija
K (-) CA2 + + 2E- → CA0
A (+) 2SL- - 2E- → CL02
Santrauka:
Cacl2 → CA0 + CL20
3. Apsvarstykite kalio hidroksido lydalo elektrolizę.
Terminis disociacijos kon → k + +
K (-) k + + 1e- → k0
A (+) 4ON- - 4E- → O20 + 2N2O
Santrauka:
4Cone → 4k0 + o20 + 2n2o
Elektrolizės tirpalų elektrolizės procesų pavyzdžiai su inertiškais elektrodais
Priešingai nei elektrolitų tirpalo lydymas, be jo jonų, yra vandens molekulių. Todėl, atsižvelgiant į procesus ant elektrodų, būtina atsižvelgti į jų dalyvavimą. Aktyvaus metalo susidarančio druskos tirpalo elektrolizė, stovinčiama iš aliuminio įtempių ir rūgštinių deguonies turinčių rūgščių liekanų, patenka į vandens elektrolizę. 1. Apsvarstykite magnio sulfato vandeninio tirpalo elektrolizę. MGSO4 yra druska, kurią sudaro metalas, stovintis iš esmės įtempių aliuminio ir deguonies turinčioms rūgšties liekanoms. Disociacijos lygtis: MGSO4 → MG2 + + SO42- K (-) 2N2O + 2E- \u003d H20 + 2N- A (+) 2N2O - 4E- \u003d O20 + 4N + Bendras lygtis: 6N2O \u003d 2N20 + 4H- + O20 + 4N + 2N2O \u003d 2N20 + O20 2. Apsvarstykite vario sulfato vandeninio tirpalo elektrolizę (II). Suso4 - druska, kurią sudaro mažai aktyvios metalo ir deguonies turinčios rūgšties liekanos. Tokiu atveju elektrolizė gauna metalą, deguonį, o atitinkama rūgštis susidaro katodo anodo erdvėje. Disolijos lygtis: CUSO4 → CU2 + + SO42- į (-) CU2 + 2E- \u003d CU0 A (+) 2N2O - 4E- \u003d O20 + 4N + Bendras lygtis: 2cu2 + 2N2O \u003d 2CU0 + O20 + 4N + 2CU0 + 2CU0 + 2n2o \u003d 2cu0 + o20 + 2N2SO4
3. Apsvarstykite kalcio chlorido vandenilio tirpalo elektrolizę. Cacl2 yra druska, kurią sudaro aktyvus metalas ir deguoniminės rūgšties liekanos. Tokiu atveju vandenilis yra suformuotas pagal elektrolizės, halogeno ir šarmų yra suformuota katodiniame anodo erdvėje. Disociacijos lygtis: CaCl2 → CA2 + 2Cl- į (-) 2N2O + 2E- \u003d H20 + 2O- A (+) 2SL- 2E- \u003d CL20 Bendra lygtis: 2N2O + 2CL- \u003d CL20 + 2O / CACL2 + 2N2O \u003d CA (OH) 2 + CL20 + H20 4. Apsvarstykite vario chlorido vandeninio tirpalo elektrolizę (II). CUCL2 yra druska, kurią sudaro mažai aktyvios metalo ir rūgšties likučių deguonies rūgšties. Tokiu atveju suformuojami metalai ir halogenas. Disociacijos lygtis: CUCL2 → CU2 + 2CL- į (-) CU2 + + 2E- \u003d CU0 A (+) 2SL- 2E- \u003d CL20 Bendra lygtis: CU2 + 2Cl- \u003d CU0 + CL20 CUCL2 \u003d CU0 + CL20 5. Apsvarstykite Proceso elektrolizės natrio acetato tirpalas. CH3COONA - druska, kurią sudaro karboksirūgšties aktyviosios metalo ir rūgšties liekanos. Elektrolizės metu gaunamas vandenilis, šarmai. Disociacijos lygtis: Ch3soona → CH3SOO - + NA + K (-) 2N2O + 2E- \u003d H20 + 2N- a (+) 2CH3COO2E \u003d C2H6 + 2CO2 Bendra lygtis: 2N2O + 2CH3COO¯ \u003d H20 + 2HO - + C2H6 + 2CO2 2N2O + 2CH3COONA \u003d 2NAOH + H20 + C2H6 + 2CO2 6. Apsvarstykite nikelio nitrato tirpalo elektrolizės procesą. Ni (NO3) 2 - druska, kurią sudaro metalas, stovintis įtampos eilutėje nuo MN iki H2 ir deguonies turinčio rūgšties liekanos. Šiame procese mes gauname metalą, vandenilį, deguonį ir rūgštį. Disociacijos lygtis: NI (NO3) 2 → NI2 + 2NO3- (-) NI2 + 2E- \u003d NI0 2N2O + 2E- \u003d H20 + 2O- A (+) 2H2O - 4E- \u003d O20 + 4H + PROMORIAUS LYGIS: NI2 + + 2N2O + 2H2O \u003d NI0 + H20 + 2H + O20 + 4H + NI (NO3) 2 + 2N2O \u003d NI0 + 2HNO3 + H20 + O20 7. Apsvarstykite sieros rūgšties tirpalo elektrolizės procesą. Disociacijos lygtis: H2SO4 → 2H + + SO42- K (-) 2N + + 2E- \u003d H20 A (+) 2H2O - 4E- \u003d O20 + 4H + Apibendrinys lygtis: 2N2O + 4N + \u003d 2N20 + O20 + 4H + 2H2O \u003d 2n20 + o20
8. Apsvarstykite natrio hidroksido tirpalo elektrolizės procesą. Šiuo atveju yra tik vandens elektrolizė. H2SO4 sprendimų elektrolizė, NANO3, K2SO4 ir tt Atsidariavimo lygtis: NAOH → NA + + 2E- \u003d H20 + 2O- A (+) 4OH- 4E- \u003d O20 + 2H2O Apibendrinys lygtis: 4H2O + 4OH- \u003d 2H20 + 4OH- + O20 + 2H2O 2H2O \u003d 2H20 + O20
Elektrolizės tirpalų elektrolizės procesų pavyzdžiai su tirpiomis elektrodais
Tirpus anodas elektrolizės metu yra oksidacija (likvidavimas). 1. Apsvarstykite vario (ii) sulfato elektrolizės procesą su vario anodu. Su elektrolizės vario sulfato tirpalo su vario anodo, procesas yra sumažintas iki vario akcento ant katodo ir laipsniško ištirpinimo anodo, nepaisant to, kad anijonas pobūdį. Vario sulfato kiekis tirpale išlieka nepakitusi. Dissociacijos lygtis: CUSO4 → CU2 + + SO42- K (-) CU2 + + 2E- → CU0 A (+) CU0 - 2E- → CU2 + vario jonų perėjimas nuo anodo iki katodo
Šios temos užduočių pavyzdžiai EEG variantuose
3. (Var.5)
Įdiekite korespondenciją tarp medžiagos ir jo vandeninio tirpalo elektrolizės produktų, esančių inertiniams elektrodams.
Formulės medžiagos elektrolizės produktai
A) al2 (SO4) 3 1. Metalo hidroksidas, rūgštis
B) CSOH 2. metalas, halogenas
C) hg (NO3) 2 3. metalas, deguonis
D) AubR3 4. Vandenilis, halogenas 5. Vandenilis, deguonis 6. Metalas, rūgštis, Deguonies insultas argumentavimas: 1. Su AL2 elektrolizės (SO4) 3 ir CSOH ant katodo, vanduo yra atkurta į vandenilį. Mes neįtraukiame 1, 2, 3 ir 6. variantų 2. Al2 (SO4) 3, vanduo oksiduojamas ant anodo į deguonį. Mes pasirenkame 5 variantą. CSOH, jonų hidroksidas oksiduojamas ant anodo į deguonį. Mes pasirenkame 5 parinktį 3. Su elektrolizės HG (NO3) 2 ir AUBR3 katode yra metalinių katijonų atkūrimas. 4. HG (NO3) 2 vanduo oksiduojamas ant anodo. Nitratų jonai tirpale yra susiję su vandenilio katijomis, formuojant azoto rūgštį anodinėje erdvėje. Mes pasirenkame 6 parinktį 5. AubR3, anezo Br2 yra oksiduojamas ant anodo. Pasirinkite 2 parinktį.
Bet
B.
Į
G.
5
5
6
2
3. (Var.1)
Nustatykite korespondenciją tarp medžiagos pavadinimo ir jo gavimo būdo.
Medžiagos pavadinimas gaunamas elektrolizės a) Ličio 1) LIF B) Fluole 2) tirpalo lemputė) sidabro 3) tirpalas MgCl2 g) Magnio 4) Agno3 tirpalas 5) Melten MgCl2 motyvavimas: 1. Panašus į natrio chlorido ličio fluorido lydalo elektrolizės procesas vyksta. A ir B parinkčių pasirinkome atsakymus 2. 2. Sidabras galima atkurti jį nuo jo druskos tirpalo - sidabro nitrato. 3. Nuo magnio druskos tirpalo negalima atkurti. Mes pasirenkame 6 parinktį - magnio chlorido lydymą.
Bet
B.
Į
G.
2
2
4
6
3. (Var.9)
Įdiekite druskos formulės korespondenciją ir proceso lygtį, tekančią katodiniame tirpale elektrolizės metu.
Druskos formulė katodo proceso lygtis
A) al (NO3) 3 1) 2H2O - 4E- → O2 + 4H +
B) CUCL2 2) 2H2O + 2E- → H2 + 2OH-
C) SBCL3 3) CU2 + + 1E- → CU +
D) Cu (NO3) 2 4) SB3 + - 2 E- → SB5 + 5) SB3 + + 3E- → SB0
6) CU2 + + 2E- → CU0
Priežiūra: 1. metalo katijonų atsigavimo procesai katode. Todėl nedelsiant neįtraukite 1 ir 4. 2. AL (NO3) 3: vandens atkūrimo procesas yra katode. Pasirinkite 2. parinktį 3. CUCL2: CU2 + metalo katijonai atkuriami. Pasirinkite 6. parinktį 4. SBCL3: SB3 + metalo katijonai atkuriami. Pasirinkite 5. parinktį 5. CU (NO3) 2: CU2 + metalo katijonai atkuriami. Pasirinkite 6 parinktį.
Bet
B.
Į
G.
2

Elektrolizė (Graikų Elektron - Gintaro + lizė - skilimas) - Cheminė reakcija, atsirandanti per DC per elektrolitą. Šis jų komponentų medžiagų skaidymas pagal elektros srovės veikimą.

Elektrolizės procesas yra perkelti katijonus (teigiamai įkrautus jonus) katodui (apmokestinamai neigiamai) ir neigiamai įkrauti jonus (anijones) į anodą (apmokestinamas teigiamai).

Taigi, anons ir katijonai skubėjo pagal anodo ir katodo, atitinkamai. Čia yra cheminė reakcija. Sėkmingai išspręsti užduotis šia tema ir rašyti reakcijas, būtina atskirti procesus ant katodo ir anodo. Taip bus pastatyta šis straipsnis.

Katodas

Cations pritraukia katodą - teigiamai įkrautus jonus: Na +, K +, Cu 2+, Fe 3+, AG + ir kt.

Norint nustatyti, kuri reakcija yra ant katodo, visų pirma, būtina nustatyti metalo aktyvumą: jos padėties elektrocheminėse metalų įtampos eilutėje.

Jei katodoje pasirodė aktyvus metalas (Li, Na, k), vietoj jo atstatys vandens molekulės, kurių vandenilis išskiriamas. Jei vidutinės veiklos metalas (CR, FE, CD) - vandenilis yra skiriamas katodui ir pačiam metalui. Ne veiksmingi metalai yra paryškinti į grynos formos katodą (Cu, AG).

Atkreipiu dėmesį, kad aliuminis laikomas tarp aktyvios ir vidutinės veiklos metalų ribos įtempių. Su elektrodizė ant katodo, metalai į aliuminio (imtinai!) Nėra atkuriami, vandens molekulės yra atkuriamos - vandenilis yra išleistas.

Jei yra vandenilio jonai ant katodo - H + (pavyzdžiui, su HCl, H 2 SO 4 rūgšties elektrolizės), vandenilis atkuriamas iš rūgšties molekulių: 2H + - 2E \u003d H 2

Anodas

Anonsas traukia anode - neigiamai įkrautus jonus: SO 4 2-, PO 4 3-, CL -, BR -, I -, F -, S 2-, CH 3 COO.

Su elektrolizės deguonimi turinčiais anijomis: taip 4 2-, PO 4 3- - Nė vienas anijonas oksiduojamas ant anodo ir vandens molekulių, iš kurių deguonies išsiskiria.

Hexless anons yra oksiduoti ir išsiskiria atitinkamais halogenais. Sulfido jonų oksido sieros oksidacija. Išimtis yra fluoras - jei jis patenka į anodą, vandens molekulė išleidžiama ir atleidžiamas deguonis. Fluoras yra elektroninis elementas, todėl yra išimtis.

Organinių rūgščių anons yra oksiduojamos specialiu būdu: radikalus šalia karboksilo grupės dvigubai, o karboksilo grupė (COO) virsta anglies dioksidu - CO 2.

Sprendimų pavyzdžiai.

Mokymo procese galite susidurti su metalais, kurie praleista iš eilės veiklos. Studijų etape galite naudoti išplėstinį metalų aktyvumo skaičių.

Dabar jūs tiksliai žinosite, ką jis išsiskiria ant katodo ;-)

Taigi, praktika. Mes sužinome, kas yra suformuota ant katodo ir anodo su AgCl sprendimų elektrolizės, Cu (Nr 3) 2, Alb 3, NAF, Fei 2, CH 3 Cooliti.

Kartais užduotyse reikia įrašyti elektrolizės atsaką. Aš informuoju: jei suprantate, kad jis yra suformuotas ant katodo, ir kas yra ant anodo, tada tai nėra sunku parašyti reakciją. Paimkite, pavyzdžiui, elektrolizė NaCl ir rašykite reakciją:

NaCl + H 2 O → H 2 + Cl 2 + NaOH

Natrio yra aktyvus metalas, todėl vandenilis išsiskiria ant katodo. Anione nėra deguonies, halogenas yra paryškintas - chloras. Mes rašome lygtį, todėl negalime priversti natrio išgaruoti be pėdsakų :) Natrio reaguoja su vandeniu, suformuota NaOH.

Mes rašome CUSO 4 elektrolizės reakciją:

CUSO 4 + H 2 O → CU + O 2 + H 2 SO 4

Varis reiškia mažai aktyvių metalų, todėl tai yra gryna forma, skirta katode. Anijon deguonies, turinčios, todėl deguonies išsiskiria reakcija. Sulfato jonas neišnyksta bet kur, jis yra prijungtas prie vandenilio vandenilio ir virsta sultiniu rūgštimi.

Lydymo elektrolizė

Viskas, ką mes aptarėme iki šio taško, atitinkantį sprendimų elektrolizę, kur tirpiklis yra vanduo.

Priešais pramonės chemiją yra svarbi užduotis - gauti metalus (medžiagas) gryna forma. Mažai efektyviems metalams (AG, CU) gali būti lengvai gaunami pagal sprendimų elektrolizės metodą.

Bet ką apie aktyvius metalus: na, k, li? Galų gale, su savo sprendimų elektrolizė, jie nėra išsiskiria ant katodo savo grynoje formoje, vietoj ir vandenilio yra atstatyta vandens molekulių. Čia mes naudosime lydymą, kuriame nėra vandens.

Bevandenės reakcijos lydosi, tai dar lengviau: medžiagos dezintegruoja pagal komponentus:

ALCL 3 → AL + CL 2

LIBL → LI + BR 2

Šį straipsnį parašė Bellevich Yuri Sergeevich ir yra jo intelektinė nuosavybė. Kopijavimas, platinimas (įskaitant kopijavimą į kitas svetaines ir išteklius internete) arba bet kokį kitą informacijos ir objektų naudojimą be išankstinio autorių teisių turėtojo sutikimo. Norėdami gauti gaminio medžiagą ir jų naudojimo leidimą, žr.

Atgal

DĖMESIO! Peržiūros skaidrės yra naudojamos tik informaciniais tikslais ir negali suteikti idėjų apie visus pristatymo galimybes. Jei jus domina šis darbas, atsisiųskite visą versiją.

EE rezultatai rodo, kad užduotys temos "elektrolizės" absolventams išlieka sudėtinga. Mokyklos programoje nepakanka valandų skaičiaus šios temos tyrimo. Todėl rengdami moksleivius į egzaminą būtina ištirti šį klausimą labai išsamiai. Žinios apie elektrochemijos pagrindus padės absolventams sėkmingai perduoti egzaminą ir tęsti studijas aukštesnėje švietimo įstaigoje. Temos "elektrolizės" tyrimas pakankamu lygiu, būtina atlikti parengiamąjį darbą su absolventais, kurie praeina EGE: - apsvarstyti galimybę nustatyti pagrindines temos sąvokas "elektrolizės"; - analizuoti elektrolizės procesą ir elektrolitų tirpalus; - konsoliduoti taisykles dėl katijonų mažinimo ant anodo katodo ir oksidacijos (vaidmuo) vandens molekulių tirpalo elektrolizės metu; - įgūdžių formavimas, kad elektrolizės proceso lygtis (katodo ir anodo procesai); - mokyti mokinius atlikti modelio pradines užduotis (užduotis), aukštą ir aukštą sudėtingumo lygį. Elektrolizė. \\ T - Redox procesas teka tirpaluose ir lydosi elektrolitų per tiesioginės elektros srovės praėjimą. Sprendime ar lydalo elektrolite, jo disociacija vyksta jonai. Įjungus elektros srovę, kryptinis judėjimas ir ant elektrodų paviršiaus gali pasireikšti redokso procesai. Anodas - teigiamas elektrodas, jis eina oksidacijos procesus.

Katoda yra neigiamas elektrodas, yra išieškojimo procesai.

Lydymo elektrolizė Jis naudojamas aktyviams metalams, esantiems iš aliuminio įtempių (įskaičiuojant) eilėje.

Lydalo natrio chlorido elektrolizė

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

A (+) 2Cl - - 2e -\u003e Cl 2 0

2Nacl (el. Paštas) -\u003e 2na + Cl2 (tik su lydalo elektrolize).

Aliuminis gaunamas aliuminio oksido tirpalo elektrolize (NA 3 ALF 6).

2AL 2 O 3 (el. Paštas) -\u003e 4AL + 3O 2

K (-) al 3+ + 3E ~ -\u003e al

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

Kalio hidroksido lydalo elektrolizė.

Koh-\u003e k + + oh ~

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

A (+) 4OH - - 4E -\u003e O 2 0 + 2n 2

4KOH (el. Paštas) -\u003e 4K 0 + o 2 0 + 2n 2 o

Vandeninių tirpalų elektrolizė yra sudėtingesnė, nes šioje byloje vandens molekulės gali būti atkurtos elektroduose.

Druskų vandeninių tirpalų elektrolizė Siauslinga dėl galimų dalyvavimo elektrodų procesuose vandens molekulių ant katodo ir ant anodo.

Elektrolizės taisyklės vandeniniais tirpalais.

Katode:

1. katijonai, esantys metalų įtampa iš ličio iki aliuminio (imtinai), taip pat katijonų Nn 4 +. Nenaudokite, vietoj to atkuriamos vandens molekulės:

2n 2 o + 2e-> H 2 + 2H -

2. katijonų, esančių iš eilės po aliuminio į vandenilį, galima susigrąžinti kartu su vandens molekuliais:

2n 2 o + 2e-> H 2 + 2H -

Zn 2+ + 2e-> Zn 0.

3. katijonai, esantys įtampos eilėje po vandenilio, yra visiškai atkurta: Ag + + 1e-> AG 0.

4. Vandenilio jonai atkuriami rūgšties tirpaluose: 2n + + 2e-> H 2.

Anode:

1. Deguonies turinčios anijutės ir F - - ne oksiduokite, vandens molekulės yra oksiduojamos:

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

2. Sieros, jodo, bromo, chloro (šioje sekoje) šepetėliai yra oksiduojami į paprastas medžiagas:

2SL - - - 2e-> Cl. 2 0 s 2- - 2e-> S 0.

3. Alkalio sprendimuose oksiduojami hidroksido jonai:

4ON - - - 4E-> O 2 + 2n 2 o

4. Anads oksiduojamos į karboksirių druskų tirpalus:

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

5. Naudojant tirpių anodus, elektronai į išorinę grandinę siunčia anodą dėl metalų atomų oksidacijos, iš kurių atliekamas anodas:

Cu 0 - 2e-> Cu 2+.

Elektrolizės procesų pavyzdžiai elektrolitų vandeniniais tirpalais

1 pavyzdys.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 +

Bendra elektrolizės lygtis: 2H 2 O (el. Paštas) -\u003e 2 h 2 + o 2

2 pavyzdys NACL -\u003e na + + cl ~

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

A (+) 2Cl - - 2e -\u003e Cl 2 0

2nacl + 2H 2 o (el. Paštas) -\u003e H 2 + 2NAOH + CL 2

3 pavyzdys. CU SO 4 -\u003e CU 2+ + SO 4 2-

K (-) cu 2+ + 2e ~ -\u003e cu

A (+) 2H 2 O - 4E ~ -\u003e O 2 + 4H +

Bendra elektrolizės lygtis: 2 CU SO 4 + 2H 2 O (srovė) -\u003e 2CU + O 2 + 2H 2 SO 4

8 pavyzdys CH 3 COONA-\u003e CH 3 COO ~ + na +

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

A (+) 2CH 3 COO ~ - 2E ~ -\u003e C2H 6 + 2CO 2

Bendra elektrolizės lygtis:

CH3 COONA + 2H 2 O (el. Paštas) -\u003e H 2 + 2Nahco 3 + C 2H 6

Pagrindinio sudėtingumo lygio užsakymai

Testas temoje "Melto elektrolizė ir druskų tirpalai. Metalinių įtampų skaičius. "

1. Spustelėkite yra vienas iš elektrolizės produktų vandeniniame tirpale:

1) Kci. 2) CUSO 4 3) FECI 2 4) AGNO 3

Užduotys temoje "Elektrolizė"

1. Elektrolizė 400 g 20% \u200b\u200btirpalo stalo druskos buvo sustabdytas, kai 11,2 litrų (N.O.) dujų buvo atskirta ant katodo. Šaltinio druskos skaidymo laipsnis (%) yra:

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

Atsakymas: 73% druskos suskaido.

2. Atlikta 200 g 10% chromo sulfato tirpalo (III) elektrolizė iki bendros druskos išlaidų (metalas išleidžiamas į katodą). Suvartoto vandens masė (gramais) yra:

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

Padidėjęs sudėtingumo lygis B3

1. Įdėkite druskos formulės korespondenciją ir proceso lygtį, tekančią ant anodo elektrolizės jo vandeninio tirpalo elektrolizės.

3. Įdiekite druskos formulės korespondenciją ir proceso lygtį, tekančią ant katodo elektrolizės jo vandeninio tirpalo.

5. Įdiekite korespondenciją tarp medžiagos ir jo vandeninio tirpalo elektrolizės produktų.

Elektrodas, ant kurio atsiranda atkūrimas vadinamas katodu.

Elektrodas, ant kurio atsiranda oksidacija yra anodas.

Apsvarstykite procesus, atsiradusius deguoniminių rūgščių druskų elektrolizės būdu: HCl, HBR, HI, H 2 S (išskyrus fluorido arba skysčio - HF).

Lydykloje tokia druska susideda iš rūgšties liekanų metalo katijų ir anijonų.

Pavyzdžiui, Nacl \u003d na + + cl -

Katode: Na + + ē \u003d na suformuota metalo natris (bendrame atvejis - metalas, įtrauktas į druską)

Anode: 2Cl. - - 2 \u003d Cl 2 dujinis chloras yra suformuotas (bendruoju atveju - halogenas, kuris yra rūgšties likučių dalis - išskyrus fluorą - arba sierą)

Apsvarstykite elektrolizės sprendimų elektrolizės procesus.

Elektroduose teka procesai lemia standartinio elektrodo potencialo ir elektrolitų koncentracijos vertę (NERNST lygtis). Mokyklos kursas nemano, kad elektrodų potencialo priklausomybė nuo elektrolitų koncentracijos ir standartinio elektrodo potencialo verčių skaitinės vertės nenaudojamos. Pakanka, kad studentai žinotų, kad daugelyje metalų elektrinių įtampų (metalo aktyvumo) poros "Me + N / Me" standartinio elektrodo potencialo vertė:

padidėja nuo kairės į dešinę
metalai, stovintys iš eilės į vandenilį, turi neigiamą šios vertės vertę
vandenilis, atkuriant reakciją 2n + + 2ē \u003d H 2, (i.e. iš rūgščių) turi standartinio elektrodo potencialo nulinę vertę
metalai, stovintys iš eilės po vandenilio, turi teigiamą šios vertės vertę.

! vandenilis, kai rekonstruojamas reakcija:

2H 2 o + 2ē \u003d 2oh - + H 2, (I.E., Iš vandens neutralioje terpėje) turi neigiamą standartinio elektrodo potencialo vertę -0.41

Anodų medžiaga gali būti tirpi (geležies, chromo, cinko, vario, sidabro ir kt. Metalai) ir netirpūs - inertiniai (anglis, grafitas, auksas, platina), todėl jonai susidaro tirpinant anodą:

Man - nē \u003d me + n

Metaliniai jonai susidaro elektrolitų tirpale, o jų elektrocheminė veikla taip pat reikės apsvarstyti.

Atsižvelgiant į tai, katodai teka šias taisykles:

1. Elektrolitas katijonas yra elektrocheminė eilė metalų įtempių aliuminio imtinai, vandens panaudojimas yra apdorojamas:

2H 2 o + 2ē \u003d 2oh - + h 2

Metaliniai katijonai lieka tirpaluose, katodo erdvėje

2. Elektrolitas yra tarp aliuminio ir vandenilio, priklausomai nuo elektrolitų koncentracijos arba reikia vandens atkūrimo proceso arba metalo jonų atkūrimo procesas. Kadangi koncentracija nenurodyta užduotyje, abu įmanoma procesas yra įrašomi:

2H 2 o + 2ē \u003d 2oh - + h 2

Man + n + nē \u003d man

3. Elektrolitas katijonas yra vandenilio jonai, t.y. Elektrolitas - rūgštis. Atkuriamos vandenilio jonai:

2n + + 2ē \u003d h 2

4. Elektrolitas katijonas yra po vandenilio, metalo katijonai atkuriami.

Man + n + nē \u003d man

Anodo procesas priklauso nuo anodo ir anodo prigimties medžiagos.

1. Jei anodas ištirpsta (pavyzdžiui, geležies, cinko, vario, sidabro), tada anodo metalas oksiduojamas.

Man - nē \u003d me + n

2. Jei jau yra anodas, t.y. Netirpsta (grafitas, auksas, platina):

a) su deguoniminės rūgšties druskų tirpalų elektrolizės (išskyrus fluoridus), vyksta anijono oksidacijos procesas;

2Cl. - - 2 \u003d Cl 2

2Br. - - 2 \u003d BR 2

2i. - - 2ē \u003d i 2

S 2. - - 2 \u003d s

b) su alkalio sprendimų elektrolizuoju, hidrokroupo oksidacijos procesas yra:

4oh. - - 4ē \u003d 2H 2 o + o 2

c) su deguonies turinčių rūgščių tirpalų elektrolizės: HNO 3, H 2 SO 4, H 2 CO 3, H 3 PO 4, ir fluoridai, vandens oksidacijos procesas.

2H 2 O - 4ē \u003d 4H + + O 2

d) po acetatų elektrolizės (acetato arba etaninės rūgšties druskos) yra oksiduojamas acetato jonu iki etano ir anglies oksido (IV) - anglies dioksido.

2 taip 3 soo - - 2ē \u003d C2H 6 + 2SO 2

Užduočių pavyzdžiai.

1. Įdėkite korespondenciją tarp druskos formulės ir produkto formavimo inertiniame anode su vandeninio tirpalo elektrolizėju.

Soloi formulė. \\ T

A) NISO. 4

B) NACLO. 4

C) LICL.

D) rbbr.

Produktas ant anodo

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

Sprendimas:

Kadangi inertinis anodas yra nurodytas užduotyje, mes laikome tik pokyčius, atsirandančius su rūgšties likučiais, suformuotu druskų disociacijos metu:

Taip 4 2. - deguonies rūgšties rūgšties liekana. Yra vandens oksidacijos procesas, deguonis yra išleistas. Atsakymas 4.

Clo 4. - deguonies rūgšties rūgšties liekana. Yra vandens oksidacijos procesas, deguonis yra išleistas. Atsakymas 4.

Cl. - rūgščių deguonies rūgšties liekanos. Pats rūgščios liekanų oksidacijos procesas. Išskiriamas chloras. Atsakymas 3.

Br. - rūgščių deguonies rūgšties liekanos. Pats rūgščios liekanų oksidacijos procesas. Skiriama brome. Atsakymas 6.

Iš viso Atsakymas: 4436

2. Įdiekite korespondenciją tarp druskos formulės ir produkto formavimo katodinyje jo vandeninio tirpalo elektrolizėje.

Soloi formulė. \\ T

A) al (Nr. 3) 3

B) HG (Nr. 3) 2

C) Cu (Nr. 3) 2

D) nano 3

Produktas ant anodo

1) Vandenilis 2) aliuminio 3) gyvsidabris 4) Vario 5) Deguonis 6) Natris

Sprendimas:

Kadangi katodas yra nurodytas užduotyje, mes manome, kad tik su metalais susidarė su metalais, susidarančiais druskų disociacija:

Al 3+. pagal aliuminio padėtį metalų įtampos elektrocheminėje eilutėje (nuo eilutės pradžios iki aliuminio imtinai) eis į vandens atsigavimo procesą. Vandenilis išskiriamas. Atsakymas 1.

HG 2+. pagal gyvsidabrio poziciją (po vandenilio) bus išgautos gyvsidabrio jonų procesas. Jis susidaro gyvsidabris. Atsakymas 3.

Cu 2+. pagal vario padėtį (po vandenilio), bus atkurta vario jonų procesas. Atsakymas 4.

Na +. pagal natrio padėtį (nuo numerio pradžios iki aliuminio imtinai) eis į vandens atsigavimo procesą. Atsakymas 1.

Iš viso Atsakymas: 1341

Peržiūrų

Išsaugoti į klasiokus Išsaugoti Vkontakte