Электролиз расплава и раствора

Электролизом называется окислительно‑восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через растворы или расплавы электролитов.

На отрицательно заряженном электроде – катоде происходит электрохимическое восстановление

частиц (атомов, молекул, катионов), а на положительно заряженном электроде – аноде идет электрохимическое окисление

частиц (атомов, молекул, анионов).

Примеры

электролиза расплавов:

а)

б)

Электролиз воды проводится всегда в присутствии инертного

электролита (для увеличения электропроводности очень слабого электролита – воды):

В зависимости от инертного электролита электролиз проводится в нейтральной, кислотной или щелочной среде (например, в присутствии K2SO4, H2SO4 или КОН).

При выборе инертного электролита необходимо учесть, что никогда не восстанавливаются на катоде в водном растворе катионы металлов, являющихся типичными восстановителями (например, Li+, К+, Са2+, Na+, Mg2+, Al3+), и никогда не окисляется на аноде кислород О‑II анионов оксокислот с элементом в высшей степени окисления (например, ClO4‑, SO42‑, NO3‑, РО43‑, CO32‑); вместо них окисляется вода.

Примеры

электролиза растворов солей:

а)

(на аноде окисляются анионы Cl‑, а не кислород О‑II молекул Н2O, так как электроотрицательность хлора меньше, чем у кислорода, и следовательно, хлор отдает электроны легче, чем кислород);

б)

(на катоде восстанавливаются катионы Cu2+, а не водород НI молекул Н2O, так как медь стоит правее водорода в ряду напряжений, т. е. легче принимает электроны, чем НI в воде; подробнее см. 5.3).

Подчеркнем еще раз, что электролиз – это окислительно‑восстановительная реакция, которая протекает под действием и при участии электрического тока. Уравнения электрохимических реакций отражают те процессы, которые без помощи электрического тока протекать не могут.

Примеры заданий частей А, В, С

1. В уравнении реакции

CuS + HNO3 (конц.) → CuSO4 + NO2↑ +… коэффициент у формулы окислителя равен

1) 1

2) 4

3) 8

4) 11

2. В уравнении реакции

К2Cr2O7 + НCl → CrCl3 + Cl2↑ +… коэффициент у формулы восстановителя – это

1) 14

2) 10

3) 6

4) 2

3―4. В уравнении реакции

3. Al + V2O5 → Al2O3 + V

4. MgC2 + Cl2 → MgCl2 + СCl4

сумма коэффициентов равна

1) 8

2) 13

3) 18

4) 24

5–6. В уравнении реакции

5. КMnО4 + Н2O + K2SO4 → MnO2↓ + K2SO4 + KOH

6. KI + H2O + Cl2 → KIO3 + HCl

сумма коэффициентов равна

1) 9

2) 10

3) 13

4) 14

7. Укажите соответствие между веществом (формула подчеркнута) и его функцией в реакции.

8. При электролизе расплава смеси гидроксида и хлорида калия набор продуктов на электродах – это

1) Н2, O2

2) К, O2

3) K, Cl2

4) Н2, Cl2

9. При электролизе раствора нитрата ртути (II) набор продуктов на электродах – это

1) Hg, O2

2) H2, O2

3) Hg, N2

4) H2, N2

10. Установите соответствие между веществом и продуктом, образующимся на катоде при электролизе раствора

11. Установите соответствие между веществом и продуктом, образующимся на аноде при электролизе раствора

12–14. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции по указанной схеме. Определите окислитель и восстановитель.

12. Mn(NO3)2 + HNO3 + РЬO2 → HMnO4 + Pb(NO3)2 +…

13. Zn + H2SO4 + HNO3 (разб.) → ZnSO4 + NO +…

14. K2Cr2O7 + HCl + C2H5OH → CrCl3 + CH3C(H)O +…

Смотрите также

Разновидности и принцип действия экстракторов
В ходе химико-технологического процесса химическому превращению подвергаются разнообразные вещества, обладающие различными физико-химическими свойствами. Разнообразна и сама природа химичес ...

Обзор литературы
По своему химическому составу вода является соединением двух атомов водорода и одного атома кислорода. Однако, в естественных условиях в воде постоянно содержаться самые различные вещества и элемен ...

Увеличение степени защиты стали от коррозии в нейтральных и кислых средах
Работа посвящена проблеме увеличения степени защиты стали от коррозии в нейтральных и кислых средах, при использовании фосфорсодержащих ингибиторов, а также совершенствованию дискретных мет ...