Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Изучение электролиза в курсе 11 класса
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Химия

Изучение электролиза в курсе 11 класса

библиотека
материалов



Электролиз- -одна из самых трудных тем, изучаемых в школе и в институте. Трудность изучения темы

заключается в нагромождении теоретического материала в институтских учебниках, значениях электродных потенциалов, законов Ома и т.д. Я предлагаю годами отработанный метод составления уравнений электролиза растворов и расплавов солей, кислот, и щелочей .

Катод- это отрицательный электрод, к которому подходят ионы металлов, ионы водорода и молекул воды. На нем происходит процесс восстановления ( разрядки). Правило:

1.Ионы металлов I и II ( А) на катоде не разряжаются. Они собираются возле него, а разряжаются молекулы воды. 2 Н2О + 2 е = Н2 + 2 ОН-

2.Ионы металлов от Zn2+ по Ni2+ могут разряжаться как отдельно, так и одновременно с молекулами воды:

а) если кислотность раствора и концентрация соли одинаковая, то разряжаются одновременно и молекулы воды , и ионы металлов. Например, Zn2+ + 2 e = Zno 2 H2O + 2 e = H2 ↑+ 2 OH-

б) если среда кислая, то происходит разрядка только молекул воды 2 Н2О + 2 е = Н2 + 2 ОН-

в) если концентрация соли высокая, то разряжаются только ионы металлов. Zn2+ + 2e=Zno

г) если раствор очень разбавленный, то на катоде разряжаются только ионы водорода воды

+ +4 е = 2 Н2

3. Ионы металлов от Cu 2+ по Pt 4+ полностью разряжаются Cu2+ + 2е = Cu o

Анод- это положительный электрод, к которому подходят ионы кислотных остатков, ионы водорода и молекулы воды На нем происходит процесс окисления. Правило:

  1. Ионы металлов кислородсодержащих кислот не разряжаются, вместо них

разряжаются молекулы воды 2 Н2О – 4 е = О2 + 4 Н+

  1. Ионы бескислородных кислот полностью окисляются( разряжаются) 2 CI- - 2 e =CI2o

  2. Если концентрация соли низкая, то окисляются гидроксид-ионы воды. 4 ОН- - 4е = О2 + 2 Н2

Используя это правило, рассмотрим и запишем процесс и уравнение реакции электролиза соли на различных примерах.



1 пример Соль образована активными металлами и разными кислотными остатками.



2 NaCI= 2 Na+ + 2 CI-

Натрий хлорид.NaCI катод- анод+

2 H2O+ 2 e = H2↑ + 2 OH 2 CI- - 2 e = CI2

Суммарное уравнение электролиза 2NaCI + 2 H2O = H2↑ +2 NaOH + CI2↑





Натрий карбонат 2 Na2CO3 = 4 Na+ + 2 CO3 2-



Катод - Анод +

4 H2O +4 e = 2 H2 + 4 OH- 2 H2O – 8 e = 2 O2 + 8 OH -

Cуммарное уравнение электролиза 2 Na2CO3 + 6 H2O = 2 H2 + 4 NaOH + O2 + 2H2CO3(2CO2 + 2 H2O)

2Na2CO3 + 4 H2O = 2 H2 + 4 NaOH + O2 + 2 CO2

2 пример.

Соль образована металлами от Zn2+ по Ni2+ на примере цинка хлорида.

А) концентрация соли высокая

ZnCI2 = Zn2+ + 2 CI-

Катод- Анод+

Zn2+ + 2 e = Zn o 2 CI- - 2 e = Ci2

Суммарное уравнение ZnCI2 = Zn o + CI2 o


Вода в данном случае участие не принимает, электролиз проходит как расплав соли.



Б)- концентрация соли очень низкая ZnCI2 = Zn2+ + 2 CI-

Катод- анод+

4 H+ +4 e =2 H2 4 OH- -4 e = O2 + 2 OH-

Суммарное уравнение 4 H2O+ 2 H2 + O2 + 2 H2O


Только вода принимает участие в данном случае.

ZnCI2 = Zn 2+ + 2 CI-

В)-Среда кислая.

Катод- Анод+

2 H2O + 2e = H2 + 2 OH- 2 CI- - 2 e= CI2o
Суммарное уравнение ZnCI2 + 2 H2O = H2 +Zn + Zn(OH)2 + CI2



Г)-одновременная восстановление и ионов цинка. и молекул воды.

ZnCI= Zn 2+ + 2 CI-

Катод- Анод+



2 H2O + 2 e = H2 + 2 OH- 2 CI- - 2 e = CI2

Zn2+ + 2 OH- = Zn o

Суммарное уравнение ZnCI2+ 2 H2O = H2 + Zn + Zn(OH)2 + CI2



3 пример

Соли металлов от Cu2+ по Pt4+ образованные кислородсодержащими и бескислор

ными кислотами.

Cоль кислородсодержащей кислоты

2 CuSO4 = 2 Cu 2+ + 2 SO4 2-

Катод- анад+

2 Cu 2+ + 4 e = 2 Cu o 2 H2O – 4 e = O2 + 2 H+

Суммарное уравнение 2 CuSO4 + 2 H2O = 2 Cu + O2 + 2 H2SO4



Соль бескислородсодержащей кислоты

CuCI2 = Cu 2+ + 2 CI-

Катод- анод+

Cu 2+ + 2 e = Cu o 2 CI- - 2 e = CI2

Суммарное уравнение CuCI2 = Cuо + CI2 o

Процесс проходит как расплав соли без участия воды.


ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСПЛАВОВ СОЛЕЙ



Безкислородные NaCI Кислородсодержащие Na2SO4

2 NaCI = 2 Na ++ 2 CI- 2Na2SO4 = 4 Na+ + 2 SO4 2-

Катод- анод+ катод- анад+

2 Na+ + 2e =2 Na o 2CI- - 2 e = CI2 o 4 Na + + 4 e =4 Na O 2 SO42- - 4 e =2 SO3 + O2

уравнение 2 NaCI = 2 Na + CI2 уравнение 2Na2SO4 = 4 Na + 2 SO3+O2









ЭЛЕКТРОЛИЗ КИСЛОТ

бескис лородные кислородсодержащие

2 HCI =2 H+ + 2 CI- 2 H2SO4 = 4 H+ + 2 SO4 2-

Катод- анод+ катод- анод+

2 Н+ + 2 е = Н2 2 CI- - 2 e =CI2 4 H+ + 4 e = 2 H2 2 SO4 2- - 4 e =2SO3 + O2

Уравнение 2 HCI= H2 + CI2 уравнение 2 H2SO4 = 2 H2 + 2 SO3 + O2



ЭЛЕКТРОЛИЗ ЩЕЛОЧЕЙ

На катоде разряжаются ионы щелочных металлов, а на аноде гидроксид ионы воды

4 NaOH = 4 Na+ + 4 OH-

Катод- Анод+

4 Na + + 4 e = 4Na 4 ОН- - 4e = O2 + 2 H2O

уравнение 4 NaOH = 4 Na + O2 + 2 H2O



ЭЛЕКТРОЗ СОЛЕЙ С РАСТВОРИМЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ

Электролиз сульфата меди(II) с медным анодом.

CuSO4 = Cu 2+ + SO4 2-

Катод- анод+

Cu2+ + 2 e = Cu o Cu o – 2 e + Cu 2+

При растворимом аноде окисляются не ионы металла, а атомы металла, из

которого изготовлен анод. Он окисляется.. Ионы меди переходят к атому и разряжаются

на нем. Концентрация соли остается неизменной. Сколько меди растворилось на аноде, столько же ее выделится на катоде.




Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 29.11.2016
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров57
Номер материала ДБ-400075
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх