пример, 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