Составьте схему электролиза расплава и водного раствора солей NaJ и Cu(NO3)2 на инертных электродах

Электролиз расплава NaJ:
При электролизе расплавов на катоде всегда восстанавливается металл, а на аноде окисляется анион.
NaJ → Na+ + J
Катод: Na+ + e- →Na0 – процесс восстановления
Анод: 2J- - 2e- → J20 – процесс окисления
Суммарное уравнение электролиза:
2Na+ + 2J- электролиз 2Na0 + J20↑
2NaJ электролиз 2Na0 + J20↑
Продукты электролиза – натрий и йод.
Количество вещества NaJ:
nNaJ= mNaJMNaJ= 68,9150=0,46 моль (MNaJ-молярная масса йодида натрия)
Согласно уравнению реакции электролиза nNaJ: nNa=2:2=1:1, следовательно, nNa= nNaJ=0,46 моль
Масса натрия, выделившегося на катоде:
mNa= nNa ∙MNa=0,46∙23=10,58 г
Согласно уравнению реакции электролиза nNaJ: nJ2=2:1, следовательно, nJ2= nNaJ2=0,462=0,23 моль
Записываем уравнение Менделеева-Клапейрона:
p∙V=n∙R∙T , где
p – давление, Па;
V – объем, м3;
n- количество вещества, моль;
R – универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Джмоль∙К;
T – температура, К . Для перевода °С в К необходимо добавить 273.
T=302+273=575 К
1 мм рт. ст. = 133,32 Па
p= 541∙133,32=72128,8 Па
Из уравнения Менделеева-Клапейрона выражаем и рассчитываем объем йода, выделившегося на аноде:
VJ2= nJ2∙R∙Tp= 0,23 ∙8,31 ∙57572128,8 = 0,015 м3 = 15 л
Электролиз раствора NaJ:
NaJ → Na+ + J
Натрий в электрохимическом ряду напряжений расположен до алюминия, следовательно, на катоде он не восстанавливается. Будет происходить восстановление молекул воды. На аноде будут окисляться анионы бескислородной кислоты (йодид-ионы):
Катод: 2H2O + 2e- → H20↑ + 2OH- - процесс восстановления
Анод: 2J- - 2e- → J20 – процесс окисления
Суммарное уравнение электролиза:
2H2O + 2J- электролиз H20↑ + 2OH- + J20↑
2NaJ + 2H2O электролиз H20↑ + 2NaOH + J20↑
Продукты электролиза – водород и йод, в прикатодном пространстве накапливается гидроксид натрия.
Электролиз расплава Cu(NO3)2:
Уравнение диссоциации нитрата меди:
Cu(NO3)2 → Cu2+ + 2NO3-
Катод: Cu2+ + 2e- → Cu0 - процесс восстановления
Анод: 4NO3- - 4e- → 2N2O5↑ + O2↑ - процесс окисления
Суммарно:
2Cu2+ + 4NO3- электролиз 2Cu0 + 2N2O5↑ + O2↑
2Cu(NO3)2 электролиз 2Ag0 + 2N2O5↑ + O2↑
Продукты электролиза – серебро, оксид азота (V), кислород.
Электролиз раствора Cu(NO3)2:
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