Пример 1. Для водных растворов приведенных электролитов KOH, NiSO4, AI(NO3)3 составьте уравнения процессов, протекающих на угольных электродах при электролизе.
Пример 2. Для водного раствора CuCI2 составьте уравнения процессов, протекающих на медных электродах.
Пример 3. На электрохимическое рафинирование в водном растворе NiSO4 поступил черновой никель, содержащий примеси цинка и меди. Составьте уравнения процессов, протекающих на электродах.
Пример 4.Определите последовательность восстановления катионов металлов в водном растворе, содержащем смесь катионов Fe2+, Bi3+, Al3+, Ag+.
Пример 5.Вычислите массу (объем)веществ, выделившихся на электродах, припропускании электрического тока силой 10,4 А через водный раствор сульфата никеля в течение 2 часов. Выход по току принять 100 %).
Многовариантные задания
Задание 2 Через водный раствор электролита А (варианты заданий в табл. 1) пропустили ток силой В ампер в течение времени Г часов:
Напишите уравнения процессов, протекающих на электродах при электролизе водного раствора электролита (анод инертный); Рассчитайте массы всех веществ, выделившихся на электродах и растворившихся с электродов (выход по току принять 100 %); Напишите уравнения процессов, протекающих на электродах при электролизе водного раствора электролита (электроды металлические).
Таблица 1
|
Вариант |
Раствор электролита,(А) |
Сила тока, (В),а |
Время, (Г), час |
Металлический электрод |
|
1 |
Pb(NO3)2 |
5,0 |
0,2 |
Pb |
|
2 |
AlCl3 |
21,0 |
0,9 |
Al |
|
3 |
ZnCl2 |
3,0 |
0,7 |
Zn |
|
4 |
CoSO4 |
10,4 |
1,6 |
Co |
|
5 |
MnCl2 |
12,0 |
1,1 |
Mn |
|
6 |
Al2(SO4)3 |
14,0 |
0,4 |
Al |
|
7 |
Pb(NO3)2 |
10,3 |
1,2 |
Pb |
|
8 |
Hg(NO3)2 |
0,5 |
2,5 |
Hg |
|
9 |
FeSO4 |
11,5 |
1,8 |
Fe |
|
10 |
CoI2 |
2,5 |
3,0 |
Co |
|
11 |
CdSO4 |
10,7 |
0,5 |
Cd |
|
12 |
Cu(NO3)2 |
0,9 |
1,3 |
Cu |
|
13 |
CdBr2 |
14,0 |
0,1 |
Cd |
|
14 |
ZnSO4 |
3,0 |
0,2 |
Zn |
|
15 |
Cd(NO3)2 |
21,1 |
0,8 |
Cd |
|
16 |
NiSO4 |
4,0 |
0,5 |
Ni |
|
17 |
FeCl3 |
12,3 |
0,4 |
Fe |
|
18 |
MnSO4 |
11,8 |
0,2 |
Mn |
|
19 |
Bi(NO3)3 |
4,2 |
1,1 |
Bi |
|
20 |
NiCl2 |
3,5 |
1,5 |
Ni |
|
21 |
MnCl2 |
2,0 |
0,4 |
Mn |
|
22 |
CrCl3 |
1,5 |
1,1 |
Cr |
|
23 |
Fe(NO3)3 |
2,5 |
0,7 |
Fe |
|
24 |
ZnCl2 |
10,9 |
2,5 |
Zn |
|
25 |
Cu(NO3)2 |
1,0 |
2,7 |
Cu |
|
26 |
CoCl2 |
13,3 |
0,7 |
Co |
|
27 |
MnI2 |
3,5 |
1,8 |
Mn |
|
28 |
HgCl2 |
2,5 |
1,0 |
Hg |
|
29 |
SnSO4 |
11,8 |
3,5 |
Sn |
|
30 |
Cr(NO3)3 |
3,2 |
5,0 |
Cr |
|
31 |
Pb(NO3)2 |
4,2 |
1,5 |
Pb |
|
32 |
MnCl2 |
21,5 |
0,2 |
Mn |
|
33 |
ZnSO4 |
3,1 |
0,5 |
Zn |
|
34 |
Al(NO3)3 |
1,7 |
0,5 |
Al |
|
35 |
CrCl3 |
12,8 |
2,5 |
Cr |
|
36 |
Hg(NO3)2 |
5,0 |
0,9 |
Hg |
|
37 |
Bi(NO3)3 |
2,7 |
0,6 |
Bi |
|
38 |
FeCl2 |
3,2 |
1,1 |
Fe |
|
39 |
MnBr2 |
12,1 |
0,7 |
Mn |
|
40 |
CuSO4 |
23,8 |
0,8 |
Cu |
Стандартные электродные потенциалы металлов
в водных растворах при 25 ºСПриложение
|
Окислительно-восстановительная пара |
E0, В |
|
Окислительно-восстановительная пара |
E0, В |
|
Li+/Li |
−3,045 |
|
Cd2+/Cd |
−0,403 |
|
K+/K |
−2,925 |
|
In3+/In |
−0,343 |
|
Rb+/Rb |
−2,925 |
|
Tl+/Tl |
−0,336 |
|
Cs+/Cs |
−2,923 |
|
Co2+/Co |
−0,277 |
|
Ba2+/Ba |
−2,906 |
|
Ni2+/Ni |
−0,250 |
|
Sr 2+/ Sr |
−2,888 |
|
Mo3+/Mo |
−0,200 |
|
Ca2+/Ca |
−2,866 |
|
Re3+/ Re |
−0,324 |
|
Na+/Na |
−2,714 |
|
W3+/W |
−0,150 |
|
La3+/ La |
−2,522 |
|
Sn2+/Sn |
−0,136 |
|
Mg2+/Mg |
−2,363 |
|
Fe3+/Fe |
−0,036 |
|
Be2+/Be |
−1,847 |
|
H+/H2 |
0,000 |
|
Hf 4+/Hf |
−1,700 |
|
Bi3+/Bi |
+0,215 |
|
Al3+/Al |
−1,662 |
|
Cu2+/Cu |
+0,337 |
|
Ti2+/Ti |
−1,628 |
|
Cu+/Cu |
+0,521 |
|
Ti3+/Ti |
−1,208 |
|
Rh 2+/ Rh |
+0,600 |
|
V2+/V |
−1,186 |
|
Tl3+/Tl |
+ 0,737 |
|
Mn2+/Mn |
−1,180 |
|
Hg22+/Hg |
+0,798 |
|
Nb3+/ Nb |
−1,100 |
|
Ag+/Ag |
+0,799 |
|
Cr2+/Cr |
−0,913 |
|
Rh 3+/ Rh |
+0,800 |
|
Ti4+/Ti |
−0,880 |
|
Hg2+/Hg |
+0,854 |
|
V3+/V |
−0,870 |
|
Os2+/Os |
+0,850 |
|
Zn2+/Zn |
−0,763 |
|
Ir3+/Ir |
+1,150 |
|
Cr3+/Cr |
−0,744 |
|
Pt2+/Pt |
+1,200 |
|
Ga3+/Ga |
−0,530 |
|
Au3+/Au |
+1,498 |
|
Fe2+/Fe |
−0,440 |
|
Au+/Au |
+1,691 |
Задание 2 Через водный раствор электролита А (варианты заданий в табл. 1) пропустили ток силой В ампер в течение времени Г часов:
|
Вариант |
Раствор электролита, (А) |
Сила тока, (В), А |
Время, (Г), час |
Металлический электрод |
|
12 |
Cu(NO3)2 |
0,9 |
1,3 |
Cu |
Напишите уравнения процессов, протекающих на электродах при электролизе водного раствора электролита (анод инертный); Рассчитайте массы всех веществ, выделившихся на электродах и растворившихся с электродов (выход по току принять 100 %); Напишите уравнения процессов, протекающих на электродах при электролизе водного раствора электролита (электроды металлические).
Решение
В водном растворе Cu(NO3)3 диссоциирует на ионы:
Cu(NO3)2 = Cu2+ + 2NO3−.
На аноде окисляются молекулы воды, так ион NO3− относится к кислородным ионам, на катоде одновременно восстанавливается медь:
на аноде А(+): 2H2O – 4e = O2 + 4H+;
на катоде К(−): Cu2+ + 2e = Cu0.
Суммарные уравнения процесса, происходящего в растворе;
ионное 2Cu2+ + 2H2O = Cu0 + O2 + 4H+
молекулярное 2Cu(NO3)2 + 2H2O = Cu0 + O2 + 4HNO3
Список использованной литературы:
