Составьте уравнение электролиза расплава mgcl2

Задачи к разделу Электролиз солей

В данном разделе представлены задачи по теме Электролиз: составление уравнений электродных реакций, протекающих при электролизе, расчеты с применением законов Фарадея.

Задача 1. Составьте уравнения электродных реакций, протекающих при электролизе с нерастворимыми анодами: а) MgCl₂; б) MgCl₂ и ZnSO₄. Рассчитайте, сколько выделится хлора в литрах (н. у.) при пропускании тока силой 5А в течение 3 ч.

Решение.

Переведем часы в секунды: t = 3 ч = 10800 с

V = 11,2∙5∙10800/96500 = 6,3 л.

Составим уравнения электродных реакций, протекающих при электролизе:

MgCl₂ расплав

К: Mg 2+ + 2e → Mg 0

A: 2Cl — — 2e → Cl₂ 0

MgCl₂ раствор

К: 2H₂O + 2e → H₂ 0 + 2OH —

A: 2Cl — — 2e → Cl₂ 0

MgCl₂ и ZnSO₄растворы

К: 2H₂O + 2e → H₂ 0 + 2OH —

A: 2Cl — — 2e → Cl₂ 0

Задача 2. Составьте уравнения электродных реакций, протекающих при электролизе раствора CuSO₄ с растворимым медным анодом и нерастворимым графитовым анодом. Рассчитайте, сколько растворится меди на аноде при пропускании тока силой 10 А в течение 3 ч.

Решение.

Применим II закон Фарадея

Э_Cu = 64/2 = 32 г/моль

m =32∙10∙3∙3600/96500 = 35,8 г

E 0 (Cu 2+ /Cu) = 0,34 В

Растворимый медный анод:

На катоде возможно восстановление меди и воды. Но потенциал меди имеет более положительное значение, чем потенциал восстановления воды (E 0 (H₂O/H + ) = -0,41 В), поэтому на катоде будет восстанавливаться медь. На аноде также возможно окисление меди или воды и, т.к. потенциал меди имеет меди имеет меньшее значение, чем потенциал окисления воды (E 0 (H₂O/O₂) = 0,82 В), то на аноде будет окисляться медь:

К: Cu 2+ + 2e = Cu 0

A: Cu 0 – 2e = Cu 2+

Cu 2+ + Cu 0 = Cu 0 + Cu 2+

Инертный нерастворимый анод:

Соль состоит из катиона неактивного металла и аниона кислородсодержащей кислоты. В этом случае на катоде происходит восстановление меди, а на аноде окисление воды:

K: Cu 2+ + 2e — = Cu

A: 2H ₂ O -4e — = O ₂ + 4H +

Задача 3. При электролизе соли трехвалентного металла ток силой в 3 А в течение 2 часов выделил на катоде 4,18 г металла. Определите, какой это металл. Напишите уравнения катодного и анодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза расплава и водного раствора карбоната натрия с платиновым анодом.

Решение.

По закону Фарадея:

Подставим значения

М = 4,18∙3∙96500/(3∙2∙3600) = 56 г/моль

Молярную массу равную 56 г/моль имеет атом железа

Напишем уравнения катодного и анодного процессов:

Платиновый анод – инертный, поэтому он не будет участвовать в процессе.

Na₂CO₃– соль, образованная катионом активного металла и аниона кислородсодержащей кислоты, поэтому, в случае раствора, в обоих процессах будет участвовать вода:

К: 2H₂O + 2e → H₂ 0 + 2OH —

А: 2 H ₂ O — 4 e → O₂ 0 + 4 H +

К: Na + + e → Na 0

А : 2CO ₃ 2- — 4e — → 2CO₂ + O ₂

Задача 4. При рафинировании меди током 4,5 А за 1,5 часа выделяется 7,5 г меди. Рассчитайте выход по току. Напишите уравнения катодного и анодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза водного раствора Pb(NO₃)₂: а) с угольным анодом; б) со свинцовым анодом.

Решение.

Применим закон Фарадея с учетом выхода по току:

Э(Cu) = 64/2 = 32 г/моль

Составим уравнения катодного и анодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза водного раствора Pb(NO₃)₂:

Pb(NO₃)₂— соль, образованная катионом неактивного металла и аниона кислородсодержащей кислоты, поэтому

а) с угольным анодом

К: Pb 2+ + 2e → Pb 0

А: 2 H ₂ O — 4 e → O ₂ 0 + 4 H +

2Pb 2+ + 2H₂O → 2Pb 0 + O₂ 0 + 4H +

В прикатодном пространстве накапливается азотная кислота.

б) со свинцовым анодом

К: Pb 2+ + 2e → Pb 0

А: Pb 0 — 2 e → Pb 2+

Pb 2+ + Pb 0 → Pb 0 + Pb 2+

Задача 5. Найдите объем водорода, который выделится при пропускании тока силой в 5 А в течение 3,5 ч через водный раствор серной кислоты. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза раствора Н₂SО₄ с инертным анодом.

Решение.

Применим II закон Фарадея

V = 11,2∙5∙3,5∙3600/96500 = 7,3 л

Напишим уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза раствора Н₂SО₄ с инертным анодом:

К: 2H + + 2e → H₂ 0

А: 2 H ₂ O — 4 e → O ₂ 0 + 4 H +

Таким образом, при электролизе серной кислоты с инертными анодами происходит разложение воды.

Задача 6. При электролизе одного из соединений олова ток силой в 2,5А за 20 мин выделил на электродах металл массой 0,9 г. Чему равна валентность олова в этом соединении. Какие продукты могут быть получены при электролизе раствора SnSO₄ с графитовыми электродами.

Решение.

По закону Фарадея:

Следовательно, валентность олова z = 4

SnSO₄ — соль, образованная катионом неактивного металла и аниона кислородсодержащей кислоты, поэтому в процессе будут участвовать Sn и H₂O.

Электроды инертные, поэтому в процессах участия не принимают:

К: Sn 2+ + 2e → Sn 0

А: 2 H ₂ O — 4 e → O ₂ 0 + 4 H +

2Sn 2+ + 2H₂O → 2Sn 0 + O₂ 0 + 4H +

В прикатодном пространстве накапливается серная кислота.

Задача 7. Сколько времени потребуется на электролиз раствора KCl при силе тока 5 А, чтобы выделить хлор объемом 11,2 л (н.у.), если выход по току составляет 90%? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза.

Решение

Применим закон Фарадея, учитывая при этом выход по току:

t =11,2∙96500∙2/(0,9∙22,4∙5∙3600) = 5,95 ч

KCl — соль, образованная катионом активного металла и аниона бескислородной кислоты, поэтому в катодном процессе участвует вода, а в анодном – хлор:

К: 2H₂O + 2e → H₂ 0 + 2OH —

А: 2 Cl — — 2 e → Cl ₂ 0

Составьте уравнения электродных реакций, протекающих при электролизе с нерастворимыми анодами: а) MgCl2; б) MgCl2 и ZnSO4. Рассчитайте

Ваш ответ

решение вопроса

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,292
• гуманитарные 33,622
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,160
• разное 16,830

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

ПРИМЕР 2. Составьте схему электролиза водного раствора MgCl2, вычислите объем выделившегося на аноде газа, если на катоде выделилось 4,48 дм3 Н2(н.у.)

Составьте схему электролиза водного раствора MgCl₂, вычислите объем выделившегося на аноде газа, если на катоде выделилось 4,48 дм 3 Н₂(н.у.)

РЕШЕНИЕ

В водном растворе MgCl₂ диссоциирует по схеме

При электролизе на катоде легче восстанавливаетсяводород (см. приложение, табл.7), а на аноде — окисляется хлор(см. приложение, табл.8)

2Н₂О +2 = H₂ +2OH — 1; восстановление

2Сl — -2 = 2Сl₂ 1; окисление

На электродах выделяется одинаковое количество вещества эквивалента, т.е. n_эк(Н₂) = n_эк(Сl₂);

ПРИМЕР 3

При электролизе раствора Pb (N0₃)₂ током силой 4 А в течение 1 ч на катоде выделилось 13,22 г свинца. Определите выход по току.

РЕШЕНИЕ

Выходом по току (ВТ) называют отношение массы реально выделенного на электроде вещества к теоретической, выражают его обычно в процентах