Составьте электронные уравнения процессов
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе водного раствора электролита. Электроды инертны. Вычислите массу веществ (для газов – объем), выделяющихся на электродах. Данные, необходимые для решения задач, приведены в табл. 7.
№
задачи Электролит
Время, t Cила тока
I, A
171 Cu(NO3)2 1 ч 35 мин 6
Решение
Инертные электроды являются нерастворимыми.
Cu(NO3)2 → Cu2+ + 2NO3-
Медь в электрохимическом ряду напряжений металлов расположена правее водорода, поэтому на катоде будет происходить процесс восстановления меди.
Кислородсодержащие анионы, содержащие элемент в высшей степени окисления (в данном случае азот в степени окисления +5), на аноде не окисляются
. Будет происходить окисление молекул воды.
Электронные уравнения:
Катод: Cu2+ + 2e- → Cu0 | 2 – процесс восстановления
Анод: 2H2O - 4e-→ O20 + 4H+ | 1 – процесс окисления
Суммарное уравнение электролиза в ионном виде:
2Cu2+ + 2H2O электролиз 2Cu0 + O20↑ + 4H+
В молекулярном виде:
2Cu(NO3)2 + 2H2O электролиз 2Cu0 + O20↑ + 4HNO3
Продуктами электролиза являются медь (на катоде) и кислород (на аноде).
По закону Фарадея находим массу образовавшейся меди:
m(Cu) = MCu·I·tn∙F , где
MCu – молярная масса меди, г/моль;
I – сила тока, А;
t – время электролиза, с;
n – число электронов, участвующих в электродной реакции;
F – постоянная Фарадея, Кл/моль.
Переведем время электролиза в секунды:
1 ч 35 мин = 95 мин = 5700 с
m(Cu) = 64·6·57002∙96500 = 11,34 г
Так же по закону Фарадея находим объем кислорода, выделившегося на аноде:
V = Vm·I·tn∙F, где
Vm – молярный объем газа, л/моль
V(O2) = 22,4·6·57004∙96500 = 1,98 л