Уравнение электролиза водного раствора ni no3 2

Запишите уравненеие реакции электролиза (инертный электрод ) нитрата никеля, гидроксида никеля, азотной кислоты

Запишите уравненеие реакции электролиза (инертный электрод ) нитрата никеля, гидроксида никеля, азотной кислоты

Электролиз нитрата никеля в водном растворе:
2NI(NO3)2 + 2H2O = 2Ni + O2 + 4HNO3
На катоде (+): Ni(2+) + 2e = Ni—————x2
на аноде (-): 2H2O — 4e = O2 + 4H(+)——x1
———————————
NI(OH)2 + H2O = H2 + O2 + Ni(OH)2
здесь гидроксид никеля не будет участвовать в электролизе, поскольку он не растворим в воде. Вместо него электролизу подвергается вода
—————————
С азотной кислотой та же ситуация, электролизу подвергается вода

Каковы анодные и катодные процессы (угольный анод) при электролизе водного раствора, содержащего смесь солей: MnCl2, Ni(NO3)2 ?

Ваш ответ

решение вопроса

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,299
• гуманитарные 33,622
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,247
• разное 16,834

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.

Лекция на тему: «Электролиз»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Лекция тема: «Электролиз»

Изучив тему, следует:

знать сущность процесса электролиза и основные способы его применения

иметь представление об отличии электролиза расплава от электролиза раствора

уметь записывать процессы электролиза, происходящие на катоде и аноде в расплаве;

записывать процессы электролиза, происходящие на катоде и аноде в растворе;

составлять уравнения реакции электролиза

С процессом электролиза познакомимся на примере раствора хлорида меди ( II ) CuCI ₂

на катион меди Cu 2+ и анион кислотного остатка 2 CI —

При пропускании постоянного электрического тока через раствор, катионы меди Cu 2+ движутся к катоду « — » (катод) , а анионы хлора 2 CI — к аноду « + » (анод)

катионы меди движутся к катоду: Cu 2+ → « — » (катод)

анионы хлора движутся к аноду: 2 CI — → « + » (анод)

(-) Катод — отрицательный электрод с избытком электронов на его поверхности,

ионы меди Cu 2+ присоединяют электроны с катода: Cu 2+ + 2ē → Cu 0

(+) Анод — положительный заряженный электрод. У анода недостаток электронов,

поэтому анод втягивает в себя электроны от отрицательно заряженных ионов хлора :

Следовательно, электролиз – это окислительно — восстановительный процесс

Электролиз — это окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах, если через раствор или расплав электролита пропускать постоянный электрический ток

Отличие электролиза расплава от электролиза раствора

При расплавлении соли или щелочи, как и при растворении, распадаются на ионы

Схема электролиза расплавленного хлорида натрия: NaCI → Na + + CI —

На катоде (-) : Na + + 1ē → Na 0 2

Восстанавливаются ионы натрия в нейтральные атомы, то есть образуется металлический натрий.

Окисляются хлорид — ионы в нейтральную молекулу хлора.

Уравнение реакции процесса электролиза хлорида натрия NaCI :

Схема электролиза расплавленного гидроксида натрия: NaOH → Na + + OH —

Процесс восстановления на катоде (-) : Na + + 1ē → Na 0 4 окислитель

Восстанавливаются ионы натрия в нейтральные атомы, то есть образуется металлический натрий.

Процесс окисления на аноде (+) : OH — — 1ē → OH 0 4 OH 0 → 2 H ₂ O + O ₂ ↑ 1 восстановитель

Окисляются гидроксид — ионы в нейтральные группа.

Эти группы неустойчивы, разлагаются с образованием воды и кислорода.

Уравнение реакции процесса электролиза гидроксида натрия Na ОН:

Электролиз водных растворов

При электролизе водных растворов в реакции могут участвовать ионы водорода и гидроксид — ионы, которые образуются в результате диссоциации воды: H ₂ O ↔ Н + + ОН —

В результате этого у катода накапливаются катионы электролита и ионы Н + ,

а у анода — анионы электролита и ионы ОН — .

Какие же ионы будут восстанавливаться на катоде и окисляться на аноде?

Процессы, происходящие на катоде:

Катионы металлов, имеющих малый стандартный электродный потенциал

( Li + K + Ca 2+ Na + Mg 2+ AI 3+ включительно), не восстанавливаются на катоде, а вместо них восстанавливаются молекулы воды. На катоде выделяется водород из воды

2. Катионы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов от марганца до водорода

( Mn 2+ Zn 2 Cr 3+ Fe 2+ Ni 2+ Sn 2+ Pb 2+ H + ), при электролизе растворов восстанавливаются одновременно с молекулами воды

3. Катионы металлов, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода

( Cu 2+ Hg 2+ Ag + ), практически полностью восстанавливаются на катоде

Процессы, происходящие на аноде:

Характер реакций, протекающих на аноде, зависит как от присутствия воды, так и от вещества, из которого сделан анод. Аноды подразделяются на нерастворимые в воде (изготавливаются из угля, графита, платины, иридия) и растворимые в воде (из меди, серебра, цинка, никеля и других металлов).

На нерастворимом аноде в процессе электролиза следует руководствоваться

рядом разряженности на аноде

1. Анионы бескислородых кислот и их солей ( F — CI — Br — I — S 2- CN — и т.п.) удерживают электроны слабее иона ОН — воды, поэтому при электролизе водных растворов солей бескислородных кислот окисляются анионы бескислородных кислот.

2. Анионы кислородсодержащих кислот ( NO ₃ — SO ₃ 2- SO ₄ 2- CO ₃ 2- PO ₄ 3- ) удерживают свои электроны более прочно, чем ионы ОН — , поэтому при электролизе водных растворов солей кислородсодержащих кислот окисляется молекула воды, а анионы соли остаются без изменения.

Первая группа металлов до алюминия

а) Электролиз раствора нитрата кальция

Ca ( NO ₃ ) ₂ — соль с кислород c одержащим кислотным остатком

Катионы кальция Ca 2+ расположены в ряду стандартных электродных потенциалов до алюминия, следовательно, на катоде разряжаются ионы водорода Н + воды,

а на аноде разряжаются ионы ОН — , так как ионы NO ₃ — удерживают свои электроны более прочно, чем ионы ОН — воды

В растворе находятся положительные ионы: Ca 2+ и Н + отрицательные ионы: NO ₃ — и ОН —

Процесс восстановления на катоде «-» 2 H ₂ O + 2ē → H ₂ 0 ↑ + 2ОН — 4 ǀ 2 окислитель

Процесс окисления на аноде «+» 2 H ₂ O — 4ē → O ₂ ↑ + 4Н + 2 ǀ 1 восстановитель

выписываются все продукты реакции с катода, анода и из катодного и анодного пространства

б) Электролиз раствора иодида кальция CaI ₂ — соль с бескислородным кислотным остатком

CaI ₂ — электролит диссоциирует на CaI ₂ ↔ Ca 2+ + 2 I —

вода диссоциирует H ₂ O ↔ Н + + ОН —

Катионы кальция Ca 2+ расположены в ряду стандартных электродных потенциалов до алюминия, следовательно, на катоде разряжаются ионы водорода Н + воды, а на аноде — ионы йода I — так как они слабее удерживают свои электроны, чем ионы ОН — воды

Процесс восстановления на катоде «-» 2 H ₂ O + 2ē → H ₂ 0 ↑ + 2ОН — 2 ǀ 1 окислитель

В катодном пространстве накапливаются: Са 2+ + 2ОН — → Са(ОН) ₂

Процесс окисления на аноде «+» 2 I — — 2ē → I ₂ ↓ 2 ǀ 1 восстановитель

В анодном пространстве накопления молекул нет , так как кислотный остаток бескислородный и только он окисляется на аноде

выписываются все продукты реакции с катода, анода и из катодного и анодного пространства

Вторая группа металлов от алюминия до водорода:

а) Электролиз раствора сульфата никеля NiSO ₄

NiSO ₄ соль с кислород c одержащим кислотным остатком

— электролит диссоциирует на NiSO ₄ ↔ Ni 2+ + SO ₄ 2-

Вода диссоциирует H ₂ O ↔ Н + + ОН —

Катионы никеля — Ni 2+ расположены в ряду стандартных электродных потенциалов от марганца до водорода, следовательно, они восстанавливаются одновременно с ионами водорода Н + воды, а на аноде разряжаются ионы ОН — воды, так как ионы SO ₄ 2- удерживают свои электроны более прочно, чем ионы ОН — воды

В растворе находятся положительные ионы: Ni 2+ и Н + отрицательные ионы: SO ₄ 2- и ОН —

Процесс восстановления на катоде «-» 2 H ₂ O + 2ē → H ₂ 0 ↑ + 2ОН —

идут параллельно оба процесса восстановления Ni 2+ + 2ē → Ni 0 ; 4 ǀ 1

В катодном пространстве накапливаются: Ni 2+ + 2ОН — → Ni (ОН) ₂

Процесс окисления на аноде «+» 2 H ₂ O — 4ē → O ₂ ↑ + 4Н + 4 ǀ 1

В анодном пространстве накапливаются : 2Н + + SO ₄ 2- ↔ Н ₂ SO ₄

выписываются все продукты реакции с катода, анода и из катодного и анодного пространства

В растворе идет диссоциация нейтральных молекул до тех пор, пока все нейтральные молекулы не распадутся на ионы: Ni (ОН) ₂ + 2Н ₂ SO ₄ → NiSO ₄ + 2 H ₂ O

б) Электролиз раствора хлорида никеля ( II ) NiCI ₂

Катионы никеля — Ni 2+ расположены в ряду стандартных электродных потенциалов от марганца до водорода, следовательно, они восстанавливаются одновременно с ионами водорода Н + воды, а на аноде — ионы хлора CI — так как они слабее удерживают свои электроны, чем ионы ОН — воды: В растворе находятся положительные ионы : Ni 2 + и Н + отрицательные ионы: CI — и ОН —

Процесс восстановления на катоде «-» 2 H ₂ O + 2ē → H ₂ 0 ↑ + 2ОН —

идут параллельно оба процесса восстановления Ni 2+ + 2ē → Ni 0 4 ǀ 2

В растворе у катода: Ni 2+ + 2ОН — → Ni (ОН) ₂

Процесс окисления на аноде «+» 2 CI — — 2ē → CI ₂ ↑ 2 ǀ 1

В катодном пространстве накапливаются Ni (ОН) ₂

Таким образом, при электролизе раствора NiCI ₂ получаем продукты реакции:

Третья группа металлов от водорода:

Электролиз раствора нитрата ртути ( II ) Hg ( NO ₃ ) ₂

Катионы ртути Hg 2+ расположены в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода, следовательно, они полностью восстанавливаются на катоде, а на аноде разряжаются ионы ОН — воды.

катод «-» Hg 2+ + 2ē → Hg 0

анод «+» 2 H ₂ O — 4ē → O ₂ ↑ + 4Н + ; Н + + NO ₃ — ↔ Н NO ₃

Все рассмотренные случаи электролиза относятся к нерастворимому аноду, который изготавливается из угля, графита, платины, иридия.

Если анод будет растворим ( Cu Ag Zn Cd Hg Ni и др.) при электролизе водного раствора окисляется анод. Например: при электролизе водный раствор CuCI ₂ анод будет медным, то хлорид — ионы не окисляются (растворяется анод):

CuCI ₂ ↔ Cu 2+ + 2 CI — H ₂ O ↔ Н + + ОН —

катод «-» Cu 2+ + 2ē → Cu 0

анод «+» Cu 0 — 2ē → Cu 2+

Здесь происходит переход меди с анода на катод. Количество хлорида меди в растворе остается неизменным.

Электролиз с растворимым анодом широко применяется для получения металлов высокой чистоты.

Электролиз применяется при получении активных металлов ( K Na Ca Mg AI ), некоторых активных неметаллов ( CI ₂ F ₂ ), а также сложных веществ ( NaOH KOH KCIO ₃ ). Электролизом пользуются для покрытия металлических предметов никелем, хромом, цинком, оловом, золотом и т.д.

Продукты электролиза водных растворов электролитов

Щелочи, кислородсодержащие кислоты, соли кислородсодержащих кислот и активных металлов

H ₂ 0 ↑ и O ₂ ↑ так как разлагается только вода

Бескислородные кислоты и их соли бескислородных кислот и активных металлов

H ₂ 0 ↑ S галогены и др.

Соли бескислородных кислот и малоактивных металлов ( Cu Hg Ag Pt Au ), а также металлов со средней активностью ( Co Ni Cr Sn )

Металлы и галогены, а при большей концентрации ионов Н + может выделяться H ₂ 0 ↑

Соли кислородсодержащих кислот и малоактивных металлов ( Cu Hg Ag Pt Au ), а также металлов со средней активностью

Металл и O ₂ ↑, а при большей концентрации

1. Защита металлических изделий от коррозии электролизом получила название гальваностегией. Защищая от коррозии, гальванические покрытия придают предметам красивый декоративный вид.

2. Другая отрасль электрохимии названа гальванопластикой — это получение точных металлических копий с различных предметов. Эта отрасль открыта русским ученым Б.С. Якоби (1838).

3. Получение химически активных металлов: щелочных, щелочноземельных, алюминия, лантаноидов и др., а также для очистки некоторых металлов от примесей.

Самостоятельная работа №1

1) В чем отличие электролиза расплава от электролиза раствора?

2) Почему в первую очередь на аноде разряжаются бескислородные ионы кислот, а не кислородсодержащие?

3) Какие металлы в первую очередь разряжаются на катоде, стоящие в ряду напряжения металлов, до водорода или после?

4) Какие катионы металлов никогда не разряжаются в растворе?

5) Где применяется электролиз?

1) Составьте схемы электролиза водных растворов:

а) сульфата меди ( II ) б) хлорида магния в) нитрата калия г) серной кислоты д) гидроксида натрия

2) Составьте схемы расплавов: а) гидроксида калия б) хлорида натрия

Самостоятельная работа №2 (расчетные задачи)

1. При электролизе раствора хлорида меди ( II ) масса катода увеличилась на 8 г.

Какой газ выделился, рассчитайте его массу и объём (н.у.)?

2. При электролизе водного раствора нитрата серебра ( I ) выделилось 5, 6 л газа.

Сколько граммов металла отложилось на катоде?

3. При электролизе водного раствора хлорида калия образовалось 112 кг гидроксида калия.

Какие газы выделились и каков их объём (н.у.)?

4 * Определите объём хлора (н.у.), который выделится на аноде при полном электролизе 200 г 10% раствора хлорида калия.

5 * При электролизе раствора нитрата свинца ( II ) на аноде выделилось 11, 2 л газа.

Сколько свинца получилось за это время, если его выход составляет 80%?