Презентация по химии на тему "Электролиз растворов и раславов"

Электролиз расплавов и растворов

Подготовил:

Учитель химии МБОУ Некрасовской СОШ

Вялова А.А.

Электролиз – это окислительно — восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита.

Электроды

Катод К(-)

Анод А(+)

окисление анионов и гидроксид-ионов

восстановление катионов и 

ионов водорода

Катод -это отрицательно - заряженный электрод

Анод – это положительно- заряженный электрод

Процесс на катоде

• Если в растворе ионы Н+ - они разряжаются до Н 2

Металлы правее Н:

Разряжаются на катоде - Ме

Me n+ + ne - → Me 0

Металлы от Al до Н:

Идет 2 параллельных процесса:

А) разрядка металла – Мe

Б) разрядка воды – Н 2

Me n+ + ne - → Me 0

2H 2 O + 2e - → H 2 0 ↑+ 2OH -

Металлы левее Al :

Восстанавливаются молекулы воды – Н 2

2H 2 O + 2e - → H 2 0 ↑+ 2OH -

Процесс на аноде

если анод растворяется (железо, цинк, медь, серебро и все металлы, которые окисляются в процессе электролиза), то окисляется металл анода, несмотря на природу аниона;

Если анод не растворяется (его называют инертным — графит, золото, платина)

Анионы бескислородных кислот (кроме F - )

Анионы кислородсодержащих кислот и F -

Разряжаются до простого вещества: S 2- , I - , Br - , СI -

Не разряжаются ,

идет разрядка воды – О 2

2 H 2 O - 4e - → О 2 0 ↑ + 4H +

2Hal - -2e - → Cl 0 2 ↑

4ОН - - 4e - → О 2 0 ↑ + 2Н 2 О

Анионы карбоновых кислот – реакция Кольбе

Происходит процесс декарбоксилирования и выделяется алкан

2СН 3 СОО - - 2е - → 2 СО 2 + СН 3 -СН 3

1. Анод нерастворимый (например, графитовый)

Пример №1.

Суммарное уравнение :

Учитывая присутствие ионов Na в растворе:

Пример №2.

Суммарное ионное уравнение:

Суммарное молекулярное уравнение :

2. Анод растворимый (например, медный)

Если анод растворимый, то металл анода будет окисляться:

Катионы Cu 2+ в ряду напряжений стоят после (Н + ), поэтому они и будут восстанавливаться на катоде.

Задания на электролиз

Проверь себя…

Задание 1

Установите соответствие между формулой соли и продуктом,

образующимся на катоде при электролизе её водного раствора:

к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите

соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

При электролизе водного раствора хлорида лития (LiCL) на аноде в результате электролиза образуется:

ФОРМУЛА СОЛИ

А) CuCl 2

Б) AgNO 3

ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

1) водород

В) K 2 S

Г) NaBr

2) кислород

3) металл

4) галоген

5) сера

6) азот

1) хлор

2) литий

3) кислород

4) водород

Ответ: 3311

Задание 2

Установите со­от­вет­ствие между фор­му­лой соли и продуктом,

ко­то­рый образуется на инерт­ном аноде в ре­зуль­та­те электролиза

её вод­но­го раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой,

подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой .

При электролизе водного раствора хлорида лития (LiCL) на аноде в результате электролиза образуется:

ФОРМУЛА СОЛИ

A) Na 2 SO 4

ПРОДУКТ НА АНОДЕ

Б) Ca(NO 3 ) 2

B) ZnBr 2

1) SO 2

Г) CuCl 2

2) O 2

3) NO 2

4) Br 2

5) Cl 2

6) H 2

1) хлор

2) литий

3) кислород

Ответ: 2245

4) водород

Задание 3

Установите соответствие между формулой соли и продуктом,

образующимся на катоде при электролизе её водного раствора:

к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите

соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ

А) RbCl

Б) K 2 CO 3

ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

В) BaBr 2

1) хло­ро­во­до­род

Г) Cu(NO 3 ) 2

2) оксид азота(IV)

3) кис­ло­род

4) хлор

5) бром

6) уг­ле­кис­лый газ

Ответ: 4353

Задание 4

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фор­му­лой соли и про­дук­том,

об­ра­зу­ю­щим­ся на ка­то­де при элек­тро­ли­зе её вод­но­го рас­тво­ра:

к каж­дой по­зи­ции, обо­зна­чен­ной бук­вой, под­бе­ри­те

со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию, обо­зна­чен­ную циф­рой.

Ca(NO 3 ) 2

CuSO 4

ФОР­МУ­ЛА СОЛИ

А)

Б)

ПРО­ДУКТ НА КА­ТО­ДЕ

1) се­реб­ро

В) Al 2 (SO 4 ) 3

2) алю­ми­ний

Г) AgNO 3

3) медь

4) каль­ций

5) во­до­род

6) кис­ло­род

Ответ: 5351

Задание 5

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между ве­ще­ством и про­дук­та­ми

его элек­тро­ли­за в рас­тво­ре или рас­пла­ве: к каж­дой по­зи­ции,

обо­зна­чен­ной бук­вой, под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию,

обо­зна­чен­ную циф­рой.

  KCl (водный раствор) Na, Cl 2

ВЕ­ЩЕ­СТВО

А)

ПРО­ДУК­ТЫ ЭЛЕК­ТРО­ЛИ­ЗА

Б) NaCl (расплав)

В) KNO 3 (водный раствор)

1)

2) K , NO 2 , O 2

Г) Cu(NO 3 ) 2 (водный раствор)

3) H 2 , Cl 2 , KOH

4) Cu, O 2 , HNO 3

5) H 2 , O 2

6) Cu, NO 2 , H 2

Ответ: 3154

Задание 6

Вычислите объём в литрах газа, выделяющегося на  аноде при электролизе водного раствора гидроксида кальция с инертными электродами, если на  катоде выделился газ объемом 67,2 л (при н.у.).

1) 16,8;    2) 11,2;     3) 33,6;    4) 5,6.

Решение:

Электролиз водного раствора гидроксида кальция с инертными электродами:

Катодный процесс К(-) будет: 2Н + + 2е — → Н 2 ;

Анодный процесс A(+) будет: 2H 2 O — 4 е — → O 2  + 4Н + ;

Процесс электролиза сводится к разложению воды:

2H 2 O(электролиз) → 2H 2 ↑ + O 2 ↑.

n(H 2 ) = 67,2/22,4   = 3 моль;

n(O 2 ) = n(H 2 )/2 = 3/2 = 1,5 моль;

V(O 2 ) = 22,4 ⃰1,5 = 33,6 л.

Задание 7

Какая масса (в граммах) гидроксида лития образуется в растворе при электролизе водного раствора хлорида лития с инертными электродами с инертными электродами, если на аноде выделяется 10,08 л газа (н.у.)?

1) 24;    2) 46;    3) 19;    4) 21,6.

Решение:

Электролиз водного раствора хлорида лития с инертными электродами:

Катодный процесс К(-) будет: 2Н + + 2е — → Н 2 ;

Анодный процесс A(+) будет: 2Cl — — 2е — → Cl 2 ;

Cуммарный процесс электролиза:

2LiCl + 2H 2 O (электролиз) → H 2 ↑ + Cl 2 ↑ + 2LiOH.

n(Cl 2 ) = 10,08/22,4   = 0,45 моль;

n(LiOH) = 2n(Cl 2 ) = 0,45 ⃰0,45 = 0,9 моль;

М(LiOH) = 24 г/моль;

m(LiOH) = 24 ⃰0,9 = 21,6 г.

Задание 8

Какая масса газа выделится на аноде (в граммах) при полном электролизе 320 г 10 %-го водного раствора сульфата меди?

1) 3,2;    2) 12,8;    3) 19,2;    4) 25,6.

Решение:

Электролиз водного раствора сульфата меди с инертными электродами:

Катодный процесс К(-) будет: Cu 2+ + 2е — → Cu;

Анодный процесс A(+) будет: 2H 2 O — 4 е — → O 2  + 4Н + ;

Cуммарный процесс электролиза:

2CuSO 4 + 2H 2 O (электролиз) → 2Cu + O 2 ↑ + 2H 2 SO 4 .

m(CuSO 4 ) = 320  ⃰10/100 = 32 г;

М(CuSO 4 ) = 160 г/моль;

n(CuSO 4 ) = 32/160 = 0,2 моль;

n(O 2 ) = n(CuSO 4 )/2 = 0,1 моль;

М(O 2 ) = 32 г/моль;

m(O 2 ) = 0,1 ⃰32 = 3,2 г.