Электролиз
Электролиз- это окислительно - восстановительный
процесс, который протекает на электродах при пропускании постоянного
электрического тока через раствор или расплав электролита.
Анод- электрод, на котором происходит
окисление (отдача электронов) ионов электролита или молекул
растворителя. Анод заряжен положительно.
А(+)- анод
Катод –электрод, на котором происходит
восстановление (принятие электронов) ионов
электролита или молекул растворителя. Катод заряжен отрицательно.К (-)- катод
Случаи электролиза
1.
Электролиз
расплавов электролитов (с инертным анодом)
Инертный анод- анод, материал которого в
ходе электролиза не окисляется (например, анод графитовый или из платины).
Активный анод- анод, материал которого может
окисляться в ходе электролиза.
а) KCL↔K+ +CL-
К(-)
|
А(+)
|
2 |K+ +℮
→ K0
|
2 CL- - 2℮→ CL20↑
|
2 K++2 CL- = 2 K0 + CL20↑
Суммарное уравнение: 2 KCL= 2
K0
+ CL20↑
|
б)КОН ↔ K+ +ОН-
К(-)
|
А(+)
|
4 |K+ +℮
→ K0
|
4ОН- - 4℮→ О20↑+2Н2О
|
4 K++4ОН-=
4 K0
+О20↑+2Н2О
Суммарное уравнение: 4 КОН = 4 K0 +О20↑+2Н2О
|
2.Электролиз растворов электролитов ( с инертным анодом)
Правила
составления уравнений восстановления и окисления на электродах
|
Восстановление на катоде
|
Окисление на аноде
|
1)Чем больше стандартный электродный
потенциал, тем легче идет восстановление.
Катионы металлов
Li+,K+ ,Ba2+… AL3+,
Mn2+,Zn2+… Pb2+ (H+) Cu2+,Hg22+,Ag+,Pt2+,Au3+
Не
восстанавливаются на катоде
|
Восстанавливаются
одновременно с молекулами воды
|
Восстанавливаются
на катоде
|
2) 2Н2О +2e→H2↑+2
ОН-
3) в кислой среде
2H+ +2e→H2↑ (вместо
воды)
|
1) Чем меньше стандартный электродный
потенциал, тем легче идет окисление.
|
I-
|
Br-
|
S2-
|
CL-
|
OH-
(Н2О)
|
SO42-
|
NO3-
|
F-
|
Cлева направо восстановительные свойства уменьшаются
|
Е,В
|
+0,536
|
+1,065
|
|
+1,359
|
+1,228
|
+2,01
|
|
+2,87
|
2)2Н2О
-4e→О2↑+ 4 Н+
3)
в щелочной среде
4ОН- -4e→О2↑+ 2Н2О (вместо воды)
|
Электрохимический
ряд напряжений металлов
|
|
Li
|
K
|
Ba
|
Sr
|
Ca
|
Na
|
Mg
|
AL
|
Mn
|
Zn
|
Cr
|
Fe
|
Cd
|
Co
|
Ni
|
Sn
|
Pb
|
H2
|
Cu
|
Hg
|
Ag
|
Pt
|
Au
|
Cлева направо восстановительные свойства уменьшаются
|
|
Li+
|
K+
|
Ba2+
|
Sr2+
|
Ca2+
|
Na+
|
Mg2+
|
AL3+
|
Mn2+
|
Zn2+
|
Cr3+
|
Fe2+
|
Cd2+
|
Co2+
|
Ni2+
|
Sn2+
|
Pb2+
|
H+
|
Cu2+
|
Hg2+
|
Ag+
|
Pt2+
|
Au3+
|
Слева
направо окислительные свойства усиливаются
|
Е,В
|
-3,045
|
-2,925
|
|
|
-2,870
|
-2,714
|
-2,370
|
-1,660
|
-1,180
|
-0,763
|
-0,740
|
-0,440
|
|
-0,277
|
-0,250
|
-0,136
|
-0,126
|
0
|
+0,337
|
+0,789
|
+0,799
|
|
+1,500
|
1)
NaCl ↔Na+ +Cl-
р-р
Н2О
К(-)
|
А(+)
|
Na+
2Н2О +2e→H2↑+2 ОН-
|
2 CL- - 2℮→ CL20↑
Н2О
|
2Н2О +2 CL- = CL20
↑+ H2↑+2 ОН-
Суммарное уравнение: 2Н2О +2Na CL = CL20 + H2↑+2 NaОН
|
2) CuCL2 ↔Cu2+ +2CL-
р-р
Н2О
К(-)
|
А(+)
|
Cu2++2e→Cu0
Н2О
|
2 CL- - 2℮→ CL20↑
Н2О
|
Cu2+
+2 CL-
= CL20 + Cu0
Суммарное
уравнение: CuCL2 = CL20
+ Cu0
|
3)Cu(NO3)2 ↔ Cu2+ +2 NO3-
р-р
Н2О
К(-)
|
А(+)
|
2 |Cu2++2e→Cu0
Н2О
|
NO3-
2Н2О -4e→О2↑+ 4 Н+
|
2 Cu2+ +2Н2О = 2 Cu0 + О2↑+ 4 Н+
Суммарное
уравнение: 2 Cu(NO3)2+2Н2О = 2 Cu0 + О2↑ +4 HNO3
|
4) K NO3↔K++ NO3-
Р-р
Н2О
К(-)
|
А(+)
|
K+
2 |2Н2О +2e→H2↑+2 ОН-
|
NO3-
2Н2О -4e→О2↑+ 4 Н+
|
4 Н2О
+2Н2О=2 H2↑+4 ОН-+ О2↑+ 4 Н+
Суммарное уравнение: 2Н2О=2 H2↑+ О2↑
|
5) ZnSO4 ↔Zn2+ +SO42-
р-р Н2О
К(-)
|
А(+)
|
2|Zn2++2е= Zn0
2 |2Н2О
+2e→H2↑+2 ОН-
|
SO42-
2Н2О -4е→О2↑+
4 Н+
|
1)2 Zn2++ 2Н2О
= 2 Zn0
+ О2↑+ 4 Н+
Суммарное уравнение: 2 ZnSO4+2Н2О=2 Zn0 + О2↑+2 H2SO4
2) 4 Н2О +2Н2О=2 H2↑+4
ОН-+ О2↑+
4 Н+
Суммарное уравнение: 2Н2О=2 H2↑+ О2↑
|
6) NaOH ↔ Na++ OH-
р-р Н2О
·
К(-)
|
А(+)
|
Na+
2 |2Н2О +2e→H2↑+2 ОН-
|
4ОН- -4e→О2↑+ 2Н2О
|
4 Н2О +4ОН- =2 H2↑+4ОН-+ О2↑+ 2Н2О Суммарное уравнение:
2Н2О=2 H2↑+ О2↑
|
3) Электролиз растворов
электролитов, если между катодным и анодным пространством нет диафрагмы.
NaCl ↔Na+ +Cl-
р-р Н2О
К(-)
|
А(+)
|
Na+
2Н2О +2e→H2↑+2
ОН-
2 CL- -
2℮→ CL20↑
Н2О
|
2Н2О
+2 CL-
= CL20 ↑+
H2↑+2 ОН-
Суммарное уравнение: 2Н2О +2Na CL = CL20 + H2↑+2 NaОН
2 NaОН+CL20 =
NaCL + NaCLO + H2O (на холоде)
Гипохлорит
натрия 6NaОН+3CL20 = NaCL + 5NaCLO3 + 3H2O ( в горячем растворе)
Хлорат
натрия
|
4) Электролиз с растворимым
(активным) анодом (Cu,
Ni, Co, Cd, Sn…)
Анод изготавливают из материала,
который может окисляться в ходе электролиза.
NaCl ↔Na+ +Cl-
р-р Н2О
Анод- медный
К(-)
|
А(+)
|
Na+
Н2О
Cu2+ +2е=Cu0
(на
катоде выделяется чистая медь)
|
Cu0
-2e = Cu2+ (электроны меди переходят по внешней цепи на катод,
образовавшиеся катионы меди переходят в катодное пространство)
CL-
Н2О
|
Чем
выше электродный потенциал, тем легче идет восстановление!
Е0(Na+) = - 2,714
Е0(Cu2+) = +0,337
|
Чем
ниже электродный потенциал,
тем легче идет окисление!
Е0
(Cu2+) =
+0,337
Е0
(CL-) =+1,359
Е0
(H2O) =+1,23
|
Концентрация
хлорида натрия в растворе не меняется.
|
|
|
|
5) Электролиз органических веществ
1) R-COONa ↔ RCOO- + Na+
р-р
Н2О
К(-)
|
А(+)
|
Na+
2Н2О
+2e→H2↑+2 ОН-
|
2 RCOO- -2е =2 CO2↑+R-R
!Запомнить (декарбоксилирование)
Н2О
|
2 Н2О + 2 RCOO- =
H2↑+2 ОН-+2 CO2↑+R-R
Суммарное уравнение: 2 Н2О + 2 RCOONa = H2↑+2
NaОН+2 CO2↑+R-R
|
2) R-COOН↔ RCOO- + Н+
р-р Н2О
К(-)
|
А(+)
|
2H+ +2e→H2↑
|
2 RCOO- -2е =2 CO2↑+R-R
!Запомнить (декарбоксилирование)
Н2О
|
2H++
2 RCOO- =
H2↑+2
CO2↑+R-R
Суммарное уравнение: 2R-COOН==
H2↑+2
CO2↑+R-R
|
Задания
по теме «Электролиз» в материалах ЕГЭ
1) Установите
соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся
на
катоде при электролизе водного раствора этой соли.
ФОРМУЛА
СОЛИ
|
ПРОДУКТ
НА КАТОДЕ
|
А)NaCl
Б)AgNO3
В)CuCl2
Г)КBr
|
1)калий
2)медь
3)хлор
4)водород
5)серебро
6)бром
|
2) Установите соответствие
между формулой соли и продуктом, образующимся
на
катоде при электролизе водного раствора этой соли.
ФОРМУЛА
СОЛИ
|
ПРОДУКТ
НА КАТОДЕ
|
А)KNO3
Б)AgNO3
В)AuCl3
Г)CaCl2
|
1)NO2
2)Ca
3)H2
4)Ag
5)Cl2
6)Au
|
3) Установите соответствие
между формулой cоли и продуктом, образующимся
при электролизе водного
раствора этой соли на инертном аноде.
ФОРМУЛА
СОЛИ
|
ПРОДУКТ
НА АНОДЕ
|
А)NaBr
Б)Na2SO4
В)Сu(NO3)2
Г)CuBr2
|
1)натрий
2)бром
3)медь
4)кислород
5)водород
|
4) Установите соответствие между формулой соли и
продуктом, образующимся
на катоде при
электролизе её водного раствора.
ФОРМУЛА СОЛИ
|
ПРОДУКТ НА КАТОДЕ
|
А) Al(NO3)3
Б) Hg(NO3)2
В)Cu(NO3)2
Г) NaNO3
|
1)водород
2)алюминий
3)ртуть
4)медь
5)кислород
6) натрий
|
|
|
5) Установите соответствие между формулой вещества
и продуктом, образующимся
на катоде при
электролизе её водного раствора.
ФОРМУЛА
ВЕЩЕСТВА
|
ПРОДУКТ
НА КАТОДЕ
|
А) NaOH
Б) AgNO3
В) Al2(SO4)3
Г)
CuCl2
|
1)
H2
2)
O2
3)
Na
4)
Cu
5)
Ag
6)
Al
|
6) Установите
соответствие между формулой вещества и формулой
продукта,
образующегося на инертном аноде при электролизе его
водного
раствора.
ФОРМУЛА
ВЕЩЕСТВА
|
ПРОДУКТ
НА АНОДЕ
|
А) H2SO4
Б) K2S
В) HI
Г) Mg(NO3)2
|
1)
H2
2)
O2
3)
I2
4)
N2
5)
S
6)
SO2
|
7) Установите соответствие
между формулой вещества и уравнением
полуреакции, которая протекает на
катоде при электролизе водного раствора
вещества.
ФОРМУЛА
ВЕЩЕСТВА
|
УРАВНЕНИЕ
ПОЛУРЕАКЦИИ НА КАТОДЕ
|
А)HNO3
Б)K2SO3
В)CuCl2
Г)HgF2
|
1)2H+
+ 2e ® H2
2)Cu2+
+ 2e ® Cu0
3)2H2O
+ 2e ® H2 + 2OH–
4)SO32–
+ H2O – 2e ® SO42–
+ 2H+
5)Hg2+
+ 2e ® Hg0
6)K+
+ e ® K0
|
8) Установите соответствие
между формулой вещества и уравнением
полуреакции, которая протекает на
инертном аноде при электролизе водного
раствора
вещества.
ФОРМУЛА
ВЕЩЕСТВА
|
УРАВНЕНИЕ
ПОЛУРЕАКЦИИ НА АНОДЕ
|
А)HNO3
Б)KF
В)Ba(OH)2
Г)AlBr3
|
1)Al3+
+ 3e ® Al0
2)2H2O
– 4e ® O2 + 4H+
3)2Br–
– 2e ® Br2
4)2F–
– 2e ® F2
5)4OH–
– 4e ® O2 + 2H2O
6)2H+
+ 2e ® H2
|
9) Установите соответствие между
формулой вещества и продуктами
электролиза его водного раствора на
инертных электродах
ФОРМУЛА
ВЕЩЕСТВА
|
ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА
|
1) CaCl2
2) Fe(NO3 )
3 3) K 2 SO4
4) FeCl3
|
А) Ca, O2, Cl2
Б)
Fe, H2,Cl2
В) K, H2, SO3
Г) Fe,
H2, O2,
Д) H2, Cl2
Е) H2, O2,
|
10)
Установите
соответствие между формулой вещества и продуктами
электролиза его водного раствора на
инертных электродах
ФОРМУЛА
ВЕЩЕСТВА
|
ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА
|
А) AlCl3
Б) RbOH
В) Hq(NO3)2
Г) AuCl3
|
1) металл, галоген
2) гидроксид металла, хлор, водород
3) металл, кислород
4) водород, галоген
5) водород, кислород
6) металл, кислота, кислород
|
11) Установите
соответствие между формулой вещества и продуктами
электролиза его водного раствора на
инертных электродах
ФОРМУЛА
ВЕЩЕСТВА
|
ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА
|
А) Al2(SO4)3
Б) CsOH
B) Hq(NO3)2
Г)
AuBr3
|
1)
гидроксид металла, кислота
2) металл, галоген
3) металл, кислород
4) водород, галоген
5) водород, кислород
6) металл, кислота, кислород
|
12) Установите
соответствие между формулой вещества и продуктами
электролиза его водного раствора на
инертных электродах
ФОРМУЛА
ВЕЩЕСТВА
|
ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА
|
А) Na2S
Б) NiSO4
В) Na3 PO4
Г) ZnCl2
|
1) Zn,H2,Cl2
2) S , H2
3) Na,H2,O2
4) Ni, H2, O2
5) Na, P2O5 , H2
6) H2, O2
|
13) Установите соответствие между
формулой вещества и продуктами
электролиза
ФОРМУЛА
ВЕЩЕСТВА
|
ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА
|
А) NaNO3
(раствор)
Б) NaOH
(расплав)
В) NaCl
(раствор)
Г) NaOH +
NaCl (расплав)
|
1)
H2 , O2
2) Na , O2
3) H2 , Cl2
4) Na, Cl2
|
14)
15)
Ответы
к тестам:
№
вопроса
|
А
|
Б
|
В
|
Г
|
1
|
4
|
5
|
2
|
4
|
2
|
3
|
4
|
6
|
3
|
3
|
2
|
4
|
4
|
2
|
4
|
1
|
3
|
4
|
1
|
5
|
1
|
5
|
1
|
4
|
6
|
2
|
5
|
3
|
2
|
7
|
1
|
3
|
2
|
5
|
8
|
2
|
4
|
5
|
3
|
9
|
1-Д
|
2-Г
|
3-Е
|
4-Б
|
10
|
2
|
5
|
6
|
1
|
11
|
5
|
5
|
6
|
2
|
12
|
2
|
4
|
6
|
1
|
13
|
1
|
2
|
3
|
4
|
14
|
3
|
5
|
3
|
1
|
15
|
4
|
6
|
2
|
6
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.