Уравнение электролиза расплава бромида алюминия

Алюминий. Химия алюминия и его соединений

Бинарные соединения алюминия

Алюминий

Положение в периодической системе химических элементов

Алюминий расположен в главной подгруппе III группы (или в 13 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение алюминия и свойства

Электронная конфигурация алюминия в основном состоянии :

+13Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 1s 2s 2p 3s 3p

Электронная конфигурация алюминия в возбужденном состоянии :

+13Al * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2 1s 2s 2p 3s 3p

Алюминий проявляет парамагнитные свойства. Алюминий на воздухе быстро образует прочные оксидные плёнки, защищающие поверхность от дальнейшего взаимодействия, поэтому устойчив к коррозии.

Физические свойства

Алюминий – лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

Температура плавления 660 о С, температура кипения 1450 о С, плотность алюминия 2,7 г/см 3 .

Алюминий — один из наиболее ценных цветных металлов для вторичной переработки. На протяжении последних лет, цена на лом алюминия в пунктах приема непреклонно растет. По ссылке можно узнать о том, как сдать лом алюминия.

Нахождение в природе

Алюминий — самый распространенный металл в природе, и 3-й по распространенности среди всех элементов (после кислорода и кремния). Содержание в земной коре — около 8%.

В природе алюминий встречается в виде соединений:

Корунд Al₂O₃. Красный корунд называют рубином, синий корунд называют сапфиром.

Способы получения

Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. Поэтому традиционные способы получения алюминия восстановлением из оксида протекают требуют больших затрат энергии. Для промышленного получения алюминия используют процесс Холла-Эру. Для понижения температуры плавления оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите (при температуре 960-970 о С) Na₃AlF₆, а затем подвергают электролизу с углеродными электродами. При растворении в расплаве криолита оксид алюминия распадается на ионы:

На катоде происходит восстановление ионов алюминия:

Катод: Al 3+ +3e → Al 0

На аноде происходит окисление алюминат-ионов:

Суммарное уравнение электролиза расплава оксида алюминия:

Лабораторный способ получения алюминия заключается в восстановлении алюминия из безводного хлорида алюминия металлическим калием:

AlCl₃ + 3K → Al + 3KCl

Качественные реакции

Качественная реакция на ионы алюминия — взаимодействие избытка солей алюминия с щелочами . При этом образуется белый аморфный осадок гидроксида алюминия.

Например , хлорид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия:

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид алюминия растворяется с образованием тетрагидроксоалюмината:

Обратите внимание , если мы поместим соль алюминия в избыток раствора щелочи, то белый осадок гидроксида алюминия не образуется, т.к. в избытке щелочи соединения алюминия сразу переходят в комплекс:

AlCl₃ + 4NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl

Соли алюминия можно обнаружить с помощью водного раствора аммиака. При взаимодействии растворимых солей алюминия с водным раствором аммиака также в ыпадает полупрозрачный студенистый осадок гидроксида алюминия.

AlCl₃ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄Cl

Al 3+ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄ +

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида алюминия с раствором аммиака можно посмотреть здесь.

Химические свойства

1. Алюминий – сильный восстановитель . Поэтому он реагирует со многими неметаллами .

1.1. Алюминий реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

1.2. Алюминий реагирует с серой с образованием сульфидов:

1.3. Алюминий реагируют с фосфором . При этом образуются бинарные соединения — фосфиды:

Al + P → AlP

1.4. С азотом алюминий реагирует при нагревании до 1000 о С с образованием нитрида:

2Al + N₂ → 2AlN

1.5. Алюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия:

1.6. Алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

Видеоопыт взаимодействия алюминия с кислородом воздуха (горение алюминия на воздухе) можно посмотреть здесь.

2. Алюминий взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Реагирует ли алюминий с водой? Ответ на этот вопрос вы без труда найдете, если покопаетесь немного в своей памяти. Наверняка хотя бы раз в жизни вы встречались с алюминиевыми кастрюлями или алюминиевыми столовыми приборами. Такой вопрос я любил задавать студентам на экзаменах. Что самое удивительное, ответы я получал разные — у кого-то алюминий таки реагировал с водой. И очень, очень многие сдавались после вопроса: «Может быть, алюминий реагирует с водой при нагревании?» При нагревании алюминий реагировал с водой уже у половины респондентов))

Тем не менее, несложно понять, что алюминий все-таки с водой в обычных условиях (да и при нагревании) не взаимодействует. И мы уже упоминали, почему: из-за образования оксидной пленки . А вот если алюминий очистить от оксидной пленки (например, амальгамировать), то он будет взаимодействовать с водой очень активно с образованием гидроксида алюминия и водорода:

2Al 0 + 6 H₂ + O → 2 Al +3 ( OH)₃ + 3 H₂ 0

Амальгаму алюминия можно получить, выдержав кусочки алюминия в растворе хлорида ртути ( II ):

3HgCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Hg

Видеоопыт взаимодействия амальгамы алюминия с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Алюминий взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль и водород.

Например , алюминий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

2.3. При обычных условиях алюминий не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат алюминия и вода:

2.4. Алюминий не реагирует с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации.

С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием молекулярного азота:

При взаимодействии алюминия в виде порошка с очень разбавленной азотной кислотой может образоваться нитрат аммония:

2.5. Алюминий – амфотерный металл, поэтому он взаимодействует с щелочами . При взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ ↑

Видеоопыт взаимодействия алюминия со щелочью и водой можно посмотреть здесь.

Алюминий реагирует с расплавом щелочи с образованием алюмината и водорода:

2Al + 6NaOH → 2Na₃AlO₃ + 3H₂ ↑

Эту же реакцию можно записать в другом виде (в ЕГЭ рекомендую записывать реакцию именно в таком виде):

2Al + 6NaOH → 2NaAlO₂ + 3H₂↑ + 2Na₂O

2.6. Алюминий восстанавливает менее активные металлы из оксидов . Процесс восстановления металлов из оксидов называется алюмотермия .

Например , алюминий вытесняет медь из оксида меди (II). Реакция очень экзотермическая:

2Al + 3CuO → 3Cu + Al₂O₃

Еще пример : алюминий восстанавливает железо из железной окалины, оксида железа (II, III):

Восстановительные свойства алюминия также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: пероксидом натрия, нитратами и нитритами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):

Правила составления уравнений электронно-ионного баланса электролиза расплавов и растворов электролитов

Правила составления уравнений электронно-ионного баланса

электролиза расплавов и растворов электролитов.

I. Электролиз Р А С П Л А В О В.

На катоде НЕЗАВИСИМО от места расположения

металла в ряду активностей металлов ( в ряду напряжений )

ВСЕГДА восстанавливаются катионы металла:

n — заряд иона металла

На аноде рассматривают процессы окисления анионов

( ионов кислотных остатков ) и гидроксид ионов ( ОН — ).

( F -, Cl — , Br — , I — , S 2- ),

то происходит его

окисление до простого

(где Г-галоген: F, Cl, Br, I )

SO4 2- или СO3 2- ),

до молекул кислорода.

При этом образуется

стабильный в условиях

2 CO3e Þ 2 CO2 + O2

Гидроксид ионы ( ОН — ),

кислорода и воды:

4 ОН — — 4 е Þ O2 + 2 H2O

Если электролизу подвергается расплав оксида металла,

на аноде образуется кислород:

Оксид алюминия сначала диссоциирует в расплаве:

Al2O3 Þ Al 3+ + AlO3 3-

на аноде: 2 AlO3e Þ Al2O3 + 1,5 O2

II. Электролиз Р А С Т В О Р О В.

На катоде рассматривают процессы восстановления катионов металлов, ионов водорода и молекул воды. Для определения катодного процесса необходимо знать активность металла в водном растворе. Эту активность определяют по ряду активностей металлов в водных растворах ( ряд напряжений металлов ):

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Металл стоит в ряду

Металл стоит в ряду

МЕЖДУ алюминием и водородом.

Металл стоит в ряду

На катоде металл не

водород из воды:

2 H2O + 2 e Þ H2 + 2 OH —

На катоде происходят

восстановление металла и

n — заряд иона металла

2 H2O + 2 e Þ H2 + 2 OH —

происходит только процесс восстановления

n — заряд иона металла

На аноде рассматривают процессы окисления анионов

( ионов кислотных остатков ), гидроксид ионов ( ОН — ) и молекул воды.

Если анод из активного

металла (Сu, Ni, Fe),

то происходит только

( Cl — , Br — , I — , S 2- ),

то происходит его

окисление до простого

(где Г-галоген: Cl, Br, J )

( SO3 2- , SO4 2-, NO3 — ,

СO3 2- , PO4 3-, SiO3 2- и

кислорода из воды

до молекул кислорода:

2 H2O — 4 e Þ O2 + 4 H +

Если электролизу подвергается раствор щёлочи, то окислению подвергаются

атомы кислорода до молекул кислорода:

4 ОН — — 4 е Þ O2 + 2 H2O

Примеры составления уравнений электролиза.

I. Электролиз Р А С П Л А В О В.

Пример 1. Электролиз расплава хлорида меди (II).

Уравнение диссоциации соли в расплаве: СuCl2 Cu 2+ + 2 Cl —

Катод ( ¾ ) : Cu 2+ + 2 e Þ Cu • 1

Катионы металла ( Cu 2+ )

при электролизе расплава

на катоде всегда

до простого вещества:

Анод ( + ) : 2 Cl — — 2 e Þ Cl2 • 1

кислоты ( Cl — ) при электролизе

расплава на аноде всегда окисляются

до простого вещества:

Cуммарное ионное уравнение электродных реакций:

Cu 2+ + 2 Сl — Þ Cu + Cl2 ­

Над знаком Þ запишите

слово электролиз и знак

Cуммарное молекулярное уравнение

CuСl2 Þ Cu + Cl2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

слово электролиз и знак

Пример 2. Электролиз расплава сульфата калия.

Уравнение диссоциации соли в расплаве: K2SO4 2 K+ + SO4 2-

Катод ( ¾ ) : K+ + e Þ K • 2

Катионы металла ( K+ )

при электролизе расплава

на катоде всегда

до простого вещества:

Анод ( + ) : SO4e Þ SO2 + O2 • 1

кислоты ( SO4 2-) при электролизе

расплава на аноде всегда окисляются до кислорода и оксида неметалла:

Cуммарное ионное уравнение электродных реакций:

электролиз, t

2 K+ + SO4 2- Þ 2 K + SO2 ­ + О2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

слово электролиз и знак

Cуммарное молекулярное уравнение

электролиз, t

K2SO4 Þ 2 K + SO2 ­ + О2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

слово электролиз и знак

Пример 3. Электролиз расплава гидроксида натрия.

Уравнение диссоциации соли в расплаве: NaOH Na+ + OH —

Катод ( ¾ ) : Na+ + e Þ Na • 4

Катионы металла ( Na + )

при электролизе расплава

на катоде всегда

до простого вещества:

Анод ( + ) : 4 OH — — 4 e Þ 2 H2O + O2 • 1

Гидроксид ионы ( OH — )

при электролизе расплава

на аноде всегда окисляются до

кислорода и воды:

Cуммарное ионное уравнение

электролиз, t

4 Na+ + 4 OH — Þ 4 Na + 2 H2O + О2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

слово электролиз и знак

Cуммарное молекулярное уравнение

электролиз, t

4 NaOH Þ 4 Na + 2 H2O + О2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

слово электролиз и знак

Электролиз растворов с инертными электродами.

Инертные электроды — электроды, которые при электролизе служат лишь передатчиками электронов. Материал таких электродов не участвует в электродных процессах (например: Pt, Ir, C (графит)).

Пример 1. Электролиз раствора иодида натрия.

Уравнение диссоциации соли в растворе: NaJ Na + + I —

Ряд напряжений металлов:

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Катод ( ¾ ) : 2 H2O + 2 e Þ H2 + 2 OH — • 1

Натрий — стоит в ряду напряжений

левее алюминия, поэтому,

натрий при электролизе раствора

на катоде не восстанавливается,

а восстанавливается водород

Анод ( + ) : 2 I — — 2 e Þ I2 • 1

кислоты ( J — ) при электролизе

раствора на аноде всегда окисляются

до простого вещества:

Cуммарное ионное уравнение электродных реакций:

электролиз

2 H2O + 2 I — Þ H2 + 2 OH — + I2

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Cуммарное молекулярное уравнение

электролиз

2 NaI + 2 H2O Þ H2 + 2 NaOH + I2

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Пример 2. Электролиз раствора бромида железа (III).

Уравнение диссоциации соли в растворе: FeBr3 Fe 3+ + 3 Br —

Ряд напряжений металлов.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Катод ( ¾ ) : Fe 3+ + 3 e Þ Fe

2 H2O + 2 e Þ H2 + 2 OH-

Железо — стоит в ряду напряжений

между алюминием и водородом,

поэтому, при электролизе раствора

на катоде железо восстанавливается,

вместе с водородом из молекул воды:

Анод ( + ) : 2 Br — — 2 e Þ Br2

кислоты ( Br — ) при электролизе

раствора на аноде всегда окисляются

до простого вещества:

На катоде происходят 2 реакции восстановления, поэтому, необходимо составить 2 суммарных уравнения электролиза. Для этого реакцию на аноде суммируют с каждой катодной реакцией.

Первая пара полуреакций:

Вторая пара полуреакций:

_

Катод (-): Fe 3+ + 3 e Þ Fe •2

Анод ( + ) : 2 Br — — 2 e Þ Br2 •3

Катод (-): 2 H2O + 2 e Þ H2 + 2 OH — •1

Анод ( + ): 2 Br — — 2 e Þ Br2 •1

Первое суммарное ионное

Второе суммарное ионное

электролиз

2 Fe 3+ + 6 Br — Þ 2 Fe + 3 Br2

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите слово электролиз.

2 H2O + 2 Br — Þ H2 + 2 OH — + Br2

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите слово электролиз.

Cуммарное молекулярное уравнение

Cуммарное молекулярное уравнение

электролиз

2 FeBr3 Þ 2 Fe + 3 Br2

на катоде на аноде

6 H2O+2 FeBr3 Þ 3 H2 +2 Fe(OH)3 ¯ + 3 Br2

на катоде на аноде

Пример 3. Электролиз раствора хлорида меди (II).

Уравнение диссоциации соли в растворе: СuCl2 Cu 2+ + 2 Cl —

Ряд напряжений металлов.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Катод ( ¾ ) : Cu 2+ + 2 e Þ Cu • 1

Медь ( Cu )- стоит в ряду напряжений

поэтому, при электролизе раствора

на катоде восстанавливаются

только атомы меди:

Анод ( + ) : 2 Cl — — 2 e Þ Cl2 • 1

кислоты ( Cl — ) при электролизе

раствора на аноде всегда окисляются

до простого вещества:

Cуммарное ионное уравнение электродных реакций:

Сu 2+ + 2 Cl — Þ Cu + Cl2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Cуммарное молекулярное уравнение

СuCl2 Þ Cu + Cl2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Пример 4. Электролиз раствора карбоната калия.

Уравнение диссоциации соли в растворе: K2CO3 2 K + + CO3 2-

Ряд напряжений металлов.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Катод ( ¾ ) : 2 H2O + 2 e Þ H2 + 2 OH — • 2

Калий ( K ) — стоит в ряду напряжений

левее алюминия, поэтому,

калий при электролизе раствора

на катоде не восстанавливается,

а восстанавливается водород

из молекул воды:

Анод ( + ) : 2 H2O — 4 e Þ O2 + 4 H+ • 1

кислоты ( CO3 2- ) при электролизе

раствора на аноде не окисляются,

а окисляются атомы кислорода

из молекул воды:

Cуммарное ионное уравнение электродных реакций:

электролиз

4 H2O + 2 H2O Þ 2 H2 + 4 OH — + O2 + 4 H+

на катоде на аноде

6 H2O Þ 2 H2 + 4 OH — + O2 + 4 H+

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Cуммарное молекулярное уравнение электродных реакций:

электролиз

6 H2O + 2 K2CO3 Þ 2 H2 + 4 KOH + O2 + 2 H2СО3

на катоде на аноде

6 H2O + 2 K2CO3 Þ 2 H2 + 4 KOH + O2 + 2 H2О + 2 CO2

электролиз на катоде на аноде

4 H2O + 2 K2CO3 Þ 2 H2 + 4 KOH + O2 + 2 CO2

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Пример 5. Электролиз раствора сульфата цинка.

Уравнение диссоциации соли в растворе: ZnSO4 Zn2+ + SO4 2-

Ряд напряжений металлов.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Катод ( ¾ ) : Zn 2+ + 2 e Þ Zn

2 H2O + 2 e Þ H2 + 2 OH-

Цинк ( Zn )- стоит в ряду напряжений

между алюминием и водородом,

поэтому, при электролизе раствора

на катоде железо восстанавливается,

вместе с водородом из молекул воды:

Анод ( + ) : 2 H2O — 4 e Þ O2 + 4 H+

кислоты ( SO4 2- ) при электролизе

раствора на аноде не окисляются,

а окисляются атомы кислорода

из молекул воды:

На катоде происходят 2 реакции восстановления, поэтому, необходимо составить 2 суммарных уравнения электролиза. Для этого реакцию на аноде суммируют с каждой катодной реакцией.

Первая пара полуреакций:

Вторая пара полуреакций:

_

Катод (-): Zn 2+ + 2 e Þ Zn • 2

Анод ( + ) : 2 H2O — 4 e Þ O2 + 4 H+ • 1

Катод (-): 2 H2O + 2 e Þ H2 + 2 OH — • 2

Анод ( + ): 2 H2O — 4 e Þ O2 + 4 H+ • 1

Первое суммарное ионное

Второе суммарное ионное

2 Zn 2+ + 2 H2O Þ 2 Zn + O2 ­ + 4 H+

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите слово электролиз.

4 H2O + 2 H2O Þ 2 H2 ­ + 4 OH — + O2 ­ + 4 H+

6 H2O Þ 2 H2 ­ + 4 OH — + O2 ­ + 4 H+

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите слово электролиз.

Cуммарное молекулярное уравнение

Cуммарное молекулярное уравнение

2 ZnSO4 + 2 H2O Þ 2 Zn + O2 ­+ 2 H2SO4

на катоде на аноде

6 H2O + 4 ZnSO4 Þ 2 H2 ­+ 2 Zn(OH)2 + O2­+ 2 H2SO4

на катоде на аноде

Пример 6. Электролиз раствора нитрата серебра.

Уравнение диссоциации соли в растворе: AgNO3 Ag+ + NO3 —

Ряд напряжений металлов.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Катод ( ¾ ) : Ag+ + e Þ Ag • 4

Серебро ( Ag )- стоит в ряду

напряжений правее водорода,

поэтому, при электролизе раствора

на катоде восстанавливаются

только атомы меди:

Анод ( + ) : 2 H2O — 4 e Þ O2 + 4 H+ • 1

кислоты ( NO3 — ) при электролизе

раствора на аноде не окисляются,

а окисляются атомы кислорода

из молекул воды:

Cуммарное ионное уравнение электродных реакций:

электролиз

4 Ag + + 2 H2O Þ 4 Ag + O2 ­ + 4 H+

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Cуммарное молекулярное уравнение

электролиз

4 AgNO3 + 2 H2O Þ 4 Ag + O2 ­ + 4 HNO3

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Пример 7. Электролиз раствора соляной кислоты.

Уравнение диссоциации соли в растворе: HCl H+ + Cl —

Ряд напряжений металлов.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

_

Катод ( ¾ ) : 2 H + + 2 e Þ H2 • 1

Ионы водорода ( H+ )

при электролизе раствора

на катоде восстанавливаются

до молекул водорода

Анод ( + ) : 2 Cl — — 2 e Þ Cl2 • 1

кислоты ( Cl — ) при электролизе

раствора на аноде всегда окисляются

до простого вещества:

Cуммарное ионное уравнение электродных реакций:

2 H + + 2 Cl — Þ H2 ­ + Cl2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Cуммарное молекулярное уравнение

2 HCl Þ H2 ­ + Cl2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Пример 8. Электролиз раствора серной кислоты.

Уравнение диссоциации соли в растворе: H2SO4 2 H+ + SO4 2-

Ряд напряжений металлов.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

_

Катод ( ¾ ) : 2 H + + 2 e Þ H2 • 2

Ионы водорода ( H+ )

при электролизе раствора

на катоде восстанавливаются

до молекул водорода

Анод ( + ) : 2 H2O — 4 e Þ O2 + 4 H+ • 1

кислоты ( SO4 2- ) при электролизе

раствора на аноде не окисляются,

а окисляются атомы кислорода

из молекул воды:

Cуммарное ионное уравнение электродных реакций:

4 H + + 2 H2O Þ 2 H2 ­ + O2 ­ + 4 H+

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

В этом уравнении в левой и правой частях есть одинаковых частицы

( H + ), поэтому, в левой и правой

частях уравнения сократите эти

Cуммарное молекулярное уравнение

электролиз

2 H2SO4 + 2 H2O Þ 2 H2 ­ + O2 ­ + 2 H2SO4

на катоде на аноде

2 H2O Þ 2 H2 ­ + O2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Пример 9. Электролиз раствора гидроксида калия.

Уравнение диссоциации соли в растворе: KOH K + + OH —

Ряд напряжений металлов.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

_

Катод ( ¾ ) : 2 H2O + 2 e Þ H2 + 2 OH — • 2

Калий ( K )- стоит в ряду напряжений

левее алюминия, поэтому,

калий при электролизе раствора

на катоде не восстанавливается,

а восстанавливается водород

из молекул воды:

Анод ( + ) : 4 OH — — 4 e Þ 2 H2O + O2 • 1

Гидроксид ионы ( OH — )

при электролизе раствора

на аноде всегда окисляются до

кислорода и воды:

Cуммарное ионное уравнение электродных реакций:

электролиз

4 H2O + 4 OH — Þ 2 H2 ­ + 4 OH — + 2 H2O + O2 ­

cокращаем на 2 молекулы воды

Над знаком Þ запишите

В этом уравнении в левой и правой частях есть одинаковых частицы

( OH — и H2O ), поэтому, в левой и правой частях уравнения

сократите эти частицы.

Cуммарное молекулярное уравнение

После сокращения имеем:

2 H2O Þ 2 H2 ­ + O2 ­

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Материал для дополнительного изучения.

II. Электролиз Р А С Т В О Р О В

C использованием растворимого анода.

При электролизе раствора электролита ( соли, щёлочи или кислоты ) с растворимым анодом ( например медным ( Cu ), никелевым ( Ni ), железным ( Fe ) ) не происходят процессы окисления анионов кислотного остатка, гидроксид-ионов (ОН — ) и молекул воды, а происходит разрушение анода ( окисление ) по реакции: _

n — заряд иона металла

Если анод из меди ( Сu ):

Если анод из меди ( Ni ):

Если анод из меди ( Fe ):

Пример 1. Электролиз раствора иодида натрия на медных электродах.

Уравнение диссоциации соли в растворе: NaJ Na+ + J —

Ряд напряжений металлов.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al

Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb

H2 Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

_

Катод ( ¾ ) : 2 H2O + 2 e Þ H2 + 2 OH — • 1

Натрий (Na )- стоит в ряду напряжений

левее алюминия, поэтому,

натрий при электролизе раствора

на катоде не восстанавливается,

а восстанавливается водород

из молекул воды:

Анод ( + ) : Cu — 2 e Þ Cu 2+ • 1

Независимо от того, каким анионом

всегда окисляется растворимый анод.

Cуммарное ионное уравнение электродных реакций:

2 H2O + Cu Þ H2 ­ + 2 OH — + Cu 2+

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Cуммарное молекулярное уравнение

2 H2O + Cu + 2 NaJ Þ H2 ­ + 2 NaOH + CuJ2

на катоде на аноде

Над знаком Þ запишите

Задания для самостоятельного решения.

Задание 1: Составьте уравнения электронного баланса процессов протекающих на электродах при электролизе расплавов. Напишите уравнения реакций электролиза.

1) хлорид кальция

2) бромид натрия

3) сульфат калия

4) карбонат натрия

5) гидроксид калия

6) хлорид железа (III)

7) сульфат натрия

8) карбонат калия

9) гидроксид натрия

Задание 2: Составьте уравнения электронного баланса процессов протекающих на электродах при электролизе растворов. Напишите уравнения реакций электролиза.

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6debcac5dbb616ab • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare