![]() |
|
|
Химия. Решение задачпример, SO|*, N03, СО2", РО|", ...), то на аноде окисляются не эти ионы, а молекулы воды. Пример 1. Как протекает электролиз водного раствора хлорида меди (II) СиС12 с инертными (угольными) электродами? Решение. В водном растворе хлорида меди находятся следующие ионы: CuCl2 -> Cu2+ + 2С1", н2о н+ + он. В ряду напряжений медь расположена после водорода, поэтому на катоде восстанавливаются ионы меди Си и выделяется медь, а на аноде окисляются С1. На катоде: Cu2+ + 2е —> Си0. На аноде: 2С1" - 2е 2С1°, 2С1° -> С12. электролиз ж CuCl > Си + С12Т. Пример 2. Как протекает электролиз раствора сульфата калия с инертными электродами? Решение. В водном растворе сульфата калия находятся следующие ионы: K2S04 2К+ + S04, Н20 -> Н+ + ОН . На катоде: 2Н20 + 2е -> H2t + 20Н, т.е. две молекулы воды реагируют с двумя электронами катода, образуя водород и гидроксид-ионы. На аноде: 2Н20 - 4е -> 02t + 20Н, т.е. две молекулы воды отдают четыре электрона, образуя кислород, ионы водорода. В прикатодном пространстве накапливаются ионы К и гидроксид-ионы ОН", т.е. образуется щелочь, а около анода среда стано-, вится кислой вследствие образования серной кислоты. 2, 1, Суммарное уравнение: 2Н О + 2е -> Н„Т + 20Н 4Н20 - 4е -> 02'Т + 4Н+ 6Н20 -> 2Н2Т + 40Н- + 02t + 40Н+. Если катодное и анодное пространство не разделены перегородкой, то ионы Н+ и ОН образуют воду: 4Н+ + 40Н = 4Н20. И так, электролиз водного раствора сульфата калия сводится к электролизу воды, а количество растворенной соли неизменно. Пример 3. Составление схем электролиза водных растворов: а) сульфата меди; б) хлорида магния. Электролиз проводится с использованием угольных электродов. Решение. 1. В водном растворе сульфата меди находятся следующие ионы:
CuS04 -> Cu2+ + S04, н2о -> н+ + ОН. На катоде: Си2+ + 2е -> Си0 На аноде: 2Н90 - 4е -> 4Н+ 4- 09t
2 1
электролиз ж 2Си2+ + 2Н20 > 2Си + 4Н+ + 02Т или электролиз 2CuS04 4- 2Н90 > 2Cu + 2H9SO, + + H2t. 2. В водном растворе хлорида магния находятся следующие ионы: MgCl2 -> Mg2+ 4- 2С1, н2о -> н+ + ОН. 1 1 Ионы магния не могут восстанавливаться в водном растворе (идет восстановление воды), хлорид-ионы — окисляются. На катоде: 2Н20 + 2е ^ H2t 4- 20Н На аноде: 2С1" - 2е -> 2С1 2С1 -> CL.T электролиз ж ж 2Н20 + 2С1 > С12Т + Н2Т + 20Н или электролиз ж ж MgCL + Н90 > Н Т 4- С19Т + Mg(OH)9. Пример 4. Составьте схему электролиза расплавов: а) гидроксида калия; б) сульфата натрия.
Решение. 1. В расплаве гидроксид калия диссоциирует на ионы: кон -> к+ + он-. При протекании через расплав электрического тока к отрицательному электроду (катоду) будут перемещаться катионы К+ и принимать электроны (восстанавливаться). К положительному электроду (аноду) будут подходить анионы ОН и отдавать электроны (окисляться).
На катоде: К+ + е —> К На аноде: 40Н' - 4е -> 09t + 2Н90
4 1
На катоде: Na+ 4- е —> Na На аноде: 2S02" - 4е -> 2S04 + 09t
4 1
Решение. На катоде: 2Н20 + 2е ^ Н Т + 20Н* На аноде: 40Н - 4е -> OJ 4- Н90 Составим схему процесса электролиза учитывая, что катионы калия не восстанавливаются в водном растворе. 2 1 электролиз ж 2Н20 > 2Н2 + 02Т. На аноде выделяется кислород, на катоде -водород. Количество электричества, прошедшего через анод и катод, одинаково; в этом случае, как следует из схемы электролиза, число молей выделившихся из водорода в два раза больше числа молей кислорода. Так как объем моля любого газа при постоянных условиях является постоянной величиной, то объем выделившегося водорода должен быть в два раза больше объема образовавшегося на аноде кислорода, т.е. составит 2 • 25 мл = 50 мл. Пример 6. При электролизе раствора медного купороса на аноде выделилось 2,8 л газа. Какой это газ? Что и в каком количестве выделилось на катоде? Решение. В растворе будут находится ионы: CuSOd Cu2+ + SO?-, 4 4 7 н2о -> н+ + ОН.
На катоде: Си2+ + 2е —> Си На аноде: 40Н - 4е -> 2Н00 4- 0„Т
2 1
электролиз ж 2Cu + 40Н- > 2Cu 4- 2Н20 + 02Т. На аноде будет выделяться кислород (количество его дано 2,8л). На катоде происходит восстановление катионов меди, поскольку она восстанавливается. Из уравнения реакций следует, что если на аноде выделяется 22,4 л кислорода, то на катоде восстанавливается 128 г меди, если на аноде 2,8 л, то на катоде х г меди. 2,8428 х = = 16 г. 22,4 Пример 7. Какое количество продуктов будет получено при электролизе расплавленного NaOH током силой 0,2А в течение 5 ч? Решение. Составим схему электролиза расплава (с учетом коэффициентов).
Катод: Na+ + е —> Na Анод: 40Н - 4е 2Н90 + 09t
4 1
4Na+ + 40Н 4Na 4- 2Н20 4- 02Т. Теперь определим количество электричества (в кулонах), прошедшего через расплав NaOH, для чего амперы умножим на время (в секундах): 0,2 • 5 • 60 ? 60 = 3600 Кл. Согласно второму закону Фарадея (если че |
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 |
Скачать книгу "Химия. Решение задач" (1.54Mb) |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [прайс-листы] [форум] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|