Elektrolýza úlohy EGE. Vodík, pri obnovení reakcie. Elektrolýza roztavených solí

Nainštalujte korešpondenciu medzi vzorca soľ a výrobok, ktorý tvorí na inertnej anóde počas elektrolýzy vodného roztoku: do každej polohy označenej písmenom, vyberte zodpovedajúcu polohu uvedenú číslom.

SOLOI Formula		Produkt na anóde

A.	B.	V	G.

Rozhodnutie.

S elektrolýzou vodných roztokov solí, alkálie a kyselín na inertnej anóde:

Voda sa vypúšťa a kyslík sa uvoľní, ak je soľou soli kyseliny kyslíka alebo kyseliny chlorovodíkovej;

Hydroxidové ióny sa vypúšťajú a kyslík sa uvoľní, ak je to alkálie;

Kyslý zvyšok sa vypúšťa, ktorý je súčasťou soli a zodpovedajúca jednoduchá látka sa rozlišuje, ak je to soľ kyseliny oxygénnej (okrem).

Podľa špeciálneho procesu elektrolýzy karboxylových solí.

Odpoveď: 3534.

Odpoveď: 3534.

Zdroj: Yandex: Tréningová práca skúšky v chémii. Možnosť 1.

Nastavte korešpondenciu medzi vzorec látky a produktu, ktorý tvorí na katóde pri elektrolýze vodného roztoku: do každej polohy označenej písmenom, vyberte zodpovedajúcu polohu označenú číslom.

Vzorec látok		Elektrolytický produkt, \\ t Katóda

Nasaďte čísla v odpovedi ich umiestnením do poriadku zodpovedajúce písmenám:

A.	B.	V	G.

Rozhodnutie.

S elektrolýzou vodných roztokov solí na katóde sa pridelí:

Vodík, ak ide o kovovú soľ, stojaci v rade kovov vľavo od hliníka;

Kov, ak ide o kovovú soľ, stojaci v rade kovových namáhaní vpravo od vodíka;

Kov a vodík, ak ide o kovovú soľ, stojaci v rade kovových namáhaní medzi hliníkom a vodíkom.

Odpoveď: 3511.

Odpoveď: 3511.

Zdroj: Yandex: Tréningová práca skúšky v chémii. Možnosť 2.

Nainštalujte korešpondenciu medzi vzorca soľ a výrobok, ktorý tvorí na inertnej anóde počas elektrolýzy vodného roztoku: do každej polohy označenej písmenom, vyberte zodpovedajúcu polohu uvedenú číslom.

SOLOI Formula		Produkt na anóde

Nasaďte čísla v odpovedi ich umiestnením do poriadku zodpovedajúce písmenám:

A.	B.	V	G.

Rozhodnutie.

S elektrolýzou vodných roztokov solí kyselín obsahujúcich kyslík a fluoridy oxidovaný kyslík z vody, takže kyslík sa uvoľní na anóde. Pri elektrolýze vodných roztokov oxygénnych kyselín je kyselina zvyšok oxidácia.

Odpoveď: 4436.

Odpoveď: 4436.

Nainštalujte korešpondenciu medzi vzorec látky a produkt, ktorý je vytvorený na inertnej anóde v dôsledku elektrolýzy vodného roztoku tejto látky: do každej polohy označenej písmenom, vyberte zodpovedajúcu polohu uvedenú číslom .

Vzorec látok	Produkt na anóde
	2) oxid sírový (IV) 3) oxid uhličitý (IV) 5) kyslík 6) oxid dusíka (IV)

Nasaďte čísla v odpovedi ich umiestnením do poriadku zodpovedajúce písmenám:

A.	B.	V	G.

Elektrolýza taveniny a roztokov (soli, zásady)

Ak ste znížili elektródy do roztoku alebo taveniny elektrolytu a preskočte konštantný elektrický prúd, potom ióny sa presunú smerom k katódam (negatívne nabitá elektróda), anióny k anóde (pozitívne nabitá elektróda).

V katóde, katióny užívajú elektróny a obnovenie, anióny sú uvedené elektróny na anóde a oxidácii. Tento proces sa nazýva elektrolýza.

Elektrolýza je redoxný proces, ktorý prúdi na elektródach, keď je elektrický prúd prechádza taveninou alebo roztokom elektrolytu.

Elektrolýza roztavených solí

Zvážte proces elektrolýzy chloridu sodného. Tepelná disociácia prebieha v tavenine:

$ NACL → NA ^ (+) + CL ^ (-). $

Pod pôsobením elektrického prúdu katiónov $ Na ^ (+) $ Presun na katódu a elektróny sú odobraté z neho:

$ Na ^ (+) + ē → (na) ↖ (0) $ (obnovenie).

Anions $ CL ^ (-) $ Presun na anódu a dať elektróny:

$ 2CL ^ (-) - 2ē → (CL_2) ↖ (0) $ (oxidácia).

Celková procesná rovnica:

$ Na ^ (+) + ē → (na) ↖ (0) | 2 $

$ 2CL ^ (-) - 2ē → (CL_2) ↖ (0) 1 $

$ 2NA ^ (+) + 2CL ^ (-) \u003d 2 (NA) ↖ (0) + (CL_2) ↖ (0) $

$ 2NACL (→) ↖ (text "elektrolýza") 2NA + CL_2 $

Na katódi sa vytvorí kovový sodný, plynný plynný chlór na anóde.

Hlavná vec je, že si musíte pamätať: v procese elektrolýzy sa chemická reakcia vykonáva na úkor elektrickej energie, ktorá nemôže obsahovať spontánne.

Elektrolýza vodných roztokov elektrolytov

Zložitejší prípad - elektrolýza elektrolytických roztokov.

V soľnom roztoku, okrem kovových iónov a zvyškov kyseliny, sú prítomné molekuly vody. Preto pri zvažovaní procesov na elektródach je potrebné zohľadniť ich účasť na elektrolýze.

Na stanovenie produktov elektrolýzy vodných roztokov elektrolytov existujú tieto pravidlá: \\ t

1. Proces v katóde Nezáleží na materiáli, z ktorého je katóda vyrobená, ale na polohe kovu (elektrolytová katión) v elektrochemickom rade stresu, a ak:

1.1. Elektrolytová katión sa nachádza v rade napätí na začiatku série $ al $ inclusive, potom proces obnovy vody je v katóde (vodík je zvýraznený $ n_2 $). Kovové katióny nie sú obnovené, zostávajú v roztoku.

1.2. Elektrolytová katión je umiestnená v rade namáhaní medzi hliníkom a vodíkom, potom sa v katóde obnovia kovové ióny a molekuly vody.

1.3. Elektrolytová katión sa nachádza v rade namáhaní po vodíku, kovové katióny sa obnovia na katóde.

1.4. Roztok obsahuje katióny rôznych kovov, potom sa obnoví katiónové katión v rade napätí.

Katódové procesy

2. Proces na anódezávisí od materiálu anódy a povahe aniónu.

Procesy anódy

2.1. Ak anóda sa rozpustí (Želez, zinok, meď, striebro a všetky kovy, ktoré sú oxidované počas elektrolýzy), potom kov anódy je oxidovaný, napriek povahe aniónu.

2.2. Ak anóda sa nerozpustí (Nazýva sa inertný - grafit, zlato, platina), potom:

a) s elektrolýzami solí bezostupné kyseliny (okrem fluoridu) Proces oxidácie aniónu prebieha na anóde;

b) s elektrolýzami solí kyslíkové kyseliny obsahujúce kyseliny a fluoridy Na anóde sa nachádza proces oxidácie vody ($ O_2 je pridelený). Anióny nie sú oxidované, zostávajú v roztoku;

c) Anióny podľa ich schopnosti oxidovať sú v nasledujúcom poradí:

Snažte sa použiť tieto pravidlá v špecifických situáciách.

Zvážte elektrolýzu roztoku chloridu sodného v prípade, že anóda je nerozpustná, a ak je anóda rozpustná.

1) anóda nerozpustný (napríklad grafit).

Riešením je proces elektrolytickej disociácie:

Celková rovnica:

$ 2H_2O + 2CL ^ (-) \u003d H_2 + CL_2 + 2OH ^ (-) $.

Vzhľadom na prítomnosť iónov $ na ^ (+) $ v riešení, kompilujeme molekulárnu rovnicu:

2) anóda rozpustný (napríklad meď):

$ NACL \u003d NA ^ (+) + CL ^ (-) $.

Ak je anóda rozpustná, potom sa kov anódy oxiduje:

$ Cu ^ (0) -2ē \u003d cu ^ (2 +) $.

Katióny $ Cu ^ (2 +) $ sú v rade stresu po ($ n ^ (+) $), budú obnovené na katóde.

Koncentrácia $ NACL $ sa nezmení v riešení.

Zvážte elektrolýzu roztoku síranu meďnatého (II) na nerozpustná anóda:

$ Cu ^ (2 +) + 29 \u003d cu ^ (0) | 2 $

$ 2H_2O-4ē \u003d O_2 + 4H ^ (+) | $ 1

Celková iónová rovnica:

$ 2CU ^ (2 +) + 2H_2O \u003d 2 CU ^ (0) + O_2 + 4H ^ (+) $

Celková molekulárna rovnica, berúc do úvahy prítomnosť aniónov $ SO_4 ^ (2 -) $ v riešení:

Zvážte elektrolýzu roztoku hydroxidu draselného nerozpulárná anóda:

$ 2H_2O + 2ē \u003d H_2 + 2OH ^ (-) |

$ 4OH ^ (-) - 4ē \u003d O_2 + 2H_2O | 1 $

Celková iónová rovnica:

$ 4H_2O + 4OH ^ (-) \u003d 2H_2 + 4OH ^ (-) + O_2 + 2H_2O $

Celková molekulárna rovnica:

$ 2H_2O (→) ↖ (text "elektrolýza") 2H_2 + O_2 $

V tomto prípade sa ukáže, iba elektrolýza vody je. Podobný výsledok a v prípade elektrolýzy riešení $ H_2SO_4, NANO_3, K_2SO_4 $, atď.

Elektrolýza taveniny a roztokov látok je široko používaná v priemysle:

1. Pre kovy (hliník, horčík, sodík sa kadmium získa elektrolýzou).
2. Na získanie vodíka, halogénu, alkálie.
3. Na čistenie kovov - rafinácie (čistenie medi, niklu sa olovo vykonáva s elektrochemickou metódou).
4. Chrániť kovy z korózie (chróm, nikel, meď, striebro, zlato) - galvanotegia.
5. Pre kovové kópie, platne - elektrotyp.

Elektróda, na ktorej sa objaví obnova, sa nazýva katóda.

Elektróda, na ktorej dochádza k oxidácii, je anóda.

Zvážte, že procesy, ktoré sa vyskytujú v elektrolýze taveniny solí oxygénnych kyselín: HCl, HBr, HI, H 2S (s výnimkou fluoridu alebo tekutiny - HF).

V tavenine sa takáto soľ skladá z kovových katiónov a aniónov kyslého zvyšku.

Napríklad, NaCL \u003d NA + + CL -

V katóde: Na + + ē \u003d na vytvorí sa kovový sodný (vo všeobecnom puzdre - kovom v soli)

Na anóde: 2cl - - 29 \u003d cl 2 vytvorí sa plynný chlór (vo všeobecnom prípade - halogén, ktorý je súčasťou kyslého zvyšku - okrem fluóru - alebo síry)

Zvážte, že procesy vyskytujúce sa pri elektrolýze elektrolýzou roztokov elektrolytov.

Procesy prúdiace na elektródach sú určené hodnotou štandardného elektródového potenciálu a koncentráciou elektrolytu (NernST rovnica). Školský kurz neberie do úvahy závislosť elektródového potenciálu z koncentrácie elektrolytu a číselné hodnoty hodnôt štandardného potenciálu elektród sa nepoužívajú. Stačí pre študentov, aby vedeli, že v mnohých elektrochemických napätiach kovov (rad kovových aktivít) hodnota štandardného elektródového potenciálu páru Me + N / Me:

1. zvýšenie zľava doprava
2. kovy, stojace v rade na vodík, majú zápornú hodnotu tejto hodnoty
3. vodík, pri obnovení reakcie 2N + + 2 \u003d H2, (t.j. z kyselín) má nulovú hodnotu štandardného potenciálu elektród
4. kovy, ktoré stoja v rade po vodíku, majú pozitívnu hodnotu tejto hodnoty.

! vodík pri rekonštrukcii reakciou:

2H 2 O + 2ē \u003d 2OH - + H2, (t.j. z vody v neutrálnom médiu) má zápornú hodnotu štandardného elektróda-potenciálu -0,41

Anódový materiál môže byť rozpustný (železo, chróm, zinok, meď, striebro atď. Kovy) a nerozpustné - inertné - (uhlie, grafit, zlato, platina), preto ióny vytvorené pri rozpustení anódy budú prítomné v roztoku:

Me - nē \u003d me + n

Vytvorené ióny kovov budú prítomné v roztoku elektrolytu a ich elektrochemická aktivita bude potrebné zvážiť.

Na základe toho môžu byť definované nasledujúce pravidlá pre procesy prúdiace na katóde:

1. Elektrolytová katión sa nachádza v elektrochemickom rade namáhaní kovov na inkluzívne hliníka, spracovanie vody sa spracováva:

2H 2 O + 2ē \u003d 2OH - + H2

Kovové katióny zostávajú v roztoku, v katódovom priestore

2. Elektrolytová katión je umiestnená medzi hliníkom a vodíkom, v závislosti od koncentrácie elektrolytov alebo sa vyžaduje proces regenerácie vody alebo spôsob regenerácie kovových iónov. Keďže koncentrácia nie je v tejto úlohe špecifikovaná, oba možný proces sa zaznamenávajú:

2H 2 O + 2ē \u003d 2OH - + H2

Me + n + nē \u003d ja

3. Elektrolytová katión je vodíkové ióny, t.j. Kyseliny elektrolity. Obnovené ióny vodíka:

2N + + 2 \u003d H2

4. Elektrolytová katión je po vodíku, kovové katióny sa obnovia.

Me + n + nē \u003d ja

Proces na anóde závisí od materiálu anódy a povahy aniónu.

1. Ak sa anóda rozpúšťa (napríklad železo, zinok, meď, striebro), potom kov anódy je oxidovaný.

Me - nē \u003d me + n

2. Ak antent anódy, t.j. Nespúšťa sa (grafit, zlato, platina):

a) S elektrolýzou roztokov solí kyseliny oxygénne (okrem fluoridov), proces oxidácie aniónu je;

2cl - - 29 \u003d cl 2

2br. - - 2 \u003d br 2

2i. - - 2 \u003d I 2

S2. - - 2ē \u003d s

b) s elektrolýzou alkalických roztokov, proces oxidácie hydroxochroup je:

4OH. - - 4ē \u003d 2H 2 O + O 2

c) s elektrolýzou roztokov kyselín obsahujúcich kyslík: HNO3, H2S04, H2C03, H3PO4 a fluoridy, proces oxidácie vody prebieha.

2H 2 O - 4ē \u003d 4H + + O 2

d) Pod elektrolýzou acetátov (acetátových alebo kyseliny etanovej kyseliny) sa oxiduje acetátovým iónom na etán a oxid uhličitý (IV) - oxid uhličitý.

2 SO 3 SOO - - 29 \u003d C 2H6 + 2SO 2

Príklady úloh.

1. Nainštalujte korešpondenciu medzi vzorca soľ a produktu, ktorý tvorí inertnú anódu elektrolýzou vodného roztoku.

SOLOI Formula

A) niso 4

B) naclo 4

C) licl

D) RBBR.

Produkt na anóde

1) S2) SO 2 3) Cl 2 4) 02 5) H26) Br2

Rozhodnutie:

Vzhľadom k tomu, inertná anóda je uvedená v úlohe, považujeme len zmeny, ktoré sa vyskytujú s kyselinovými zvyškami vytvorenými počas disociácie solí:

SO 4 2. - kyselinový zvyšok kyseliny obsahujúcej kyslík. Tam je proces oxidácie vody, uvoľňuje sa kyslík. Odpoveď 4.

CLO 4. - kyselinový zvyšok kyseliny obsahujúcej kyslík. Tam je proces oxidácie vody, uvoľňuje sa kyslík. Odpoveď 4.

Cl. - kyselina zvyšok kyseliny oxygénnej. Existuje proces oxidácie kyslého zvyšku. Chlór sa rozlišuje. Odpoveď 3.

Br. - kyselina zvyšok kyseliny oxygénnej. Existuje proces oxidácie kyslého zvyšku. Pridelené v bróm. Odpoveď 6.

Celková odpoveď: 4436

2. Nainštalujte korešpondenciu medzi vzorca solí a tvorbou produktu na katóde pri elektrolýze vodného roztoku.

SOLOI Formula

A) al (č. 3) 3

B) HG (č. 3) 2

C) cu (č. 3) 2

D) nano 3

Produkt na anóde

1) vodík 2) hliník 3) ortuť 4) meď 5) kyslík 6) sodík

Rozhodnutie:

Vzhľadom k tomu, katóda je uvedená v úlohe, považujeme len zmeny vyskytujúce sa s katiónmi kovov vytvorených počas disociácie solí:

Al 3+. v súlade s polohou hliníka v elektrochemickom riadku kovov napätie (od začiatku riadku k hliníku inclusive) pôjde proces obnovy vody. Rozlišuje sa vodík. Odpoveď 1.

HG2+ v súlade s postavením ortuti (po vodíku) bude proces získavania iónov ortuti. Je vytvorená ortuť. Odpoveď 3.

Cu 2+ v súlade s polohou medi (po vodíku) bude proces obnovenia iónov medi. Odpoveď 4.

Na +. v súlade s polohou sodíka (od začiatku čísla do hliníka inklusive) pôjde proces obnovy vody. Odpoveď 1.

Celková odpoveď: 1341