Подготовка выпускников к ЕГЭ. "Тема электролиза в ЕГЭ". Электролиз расплавов и растворов Электролиз солей егэ

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Результаты ЕГЭ показывают, что задания по теме “Электролиз” для выпускников остаются сложными. В школьной программе на изучение этой темы отводится недостаточное количество часов. Поэтому при подготовке школьников к ЕГЭ необходимо изучить этот вопрос очень подробно. Знание основ электрохимии поможет выпускнику успешно сдать экзамен и продолжить обучение в высшем учебном заведении.Для изучения темы “Электролиз” на достаточном уровне необходимо провести подготовительную работу с выпускниками, сдающими ЕГЭ:- рассмотреть определения основных понятий в теме “Электролиз”;- анализа процесса электролиза расплавов и растворов электролитов;- закрепить правила восстановления катионов на катоде и окисления анионов на аноде (роль молекул воды во время электролиза растворов);- формирование умений составлять уравнения процесса электролиза (катодный и анодный процессы);- научить учащихся выполнять типовые задания базового уровня (задачи), повышенного и высокого уровня сложности. Электролиз – окислительно-восстановительный процесс, протекающий в растворах и расплавах электролитов при прохождении постоянного электрического тока. В растворе или расплаве электролита происходит его диссоциация на ионы. При включении электрического тока ионы приобретают направленное движение и на поверхности электродов могут происходить окислительно-восстановительные процессы.Анод – положительный электрод, на нём идут процессы окисления.

Катод – отрицательный электрод, на нём идут процессы восстановления.

Электролиз расплавов применяется для получения активных металлов, расположенных в ряду напряжений до алюминия (включительно).

Электролиз расплава хлорида натрия

К(-) Na + + 1e -> Na 0

A(+) 2Cl - - 2e -> Cl 2 0

2NaCl(эл.ток) -> 2Na + Cl 2 (только при электролизе расплава).

Алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия в расплавленном криолите (Na 3 AlF 6).

2Al 2 O 3 (эл.ток) ->4Al +3O 2

K(-)Al 3+ +3e‾ ->Al

A(+)2O 2‾ -2e‾ ->O 2

Электролиз расплава гидроксида калия.

KOH->K + +OH‾

К(-) K + + 1e -> K 0

A(+) 4OH - - 4e -> O 2 0 +2Н 2 О

4KOH(эл.ток) -> 4K 0 + O 2 0 +2Н 2 О

Электролиз водных растворов протекает сложнее, так как на электродах в этом случае могут восстанавливаться или окисляться молекулы воды.

Электролиз водных растворов солей более сложен из-за возможного участия в электродных процессах молекул воды на катоде и на аноде.

Правила электролиза в водных растворах.

На катоде:

1. Катионы, расположенные в ряду напряжений металлов от лития до алюминия (включительно), а также катионы NН 4 + не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды:

2Н 2 О + 2е -> Н 2 + 2ОН -

2. Катионы, расположенные в ряду напряжений после алюминия до водорода, могут восстанавливаться вместе с молекулами воды:

2Н 2 О + 2е -> Н 2 + 2ОН -

Zn 2+ + 2e -> Zn 0

3. Катионы, расположенные в ряду напряжений после водорода, полностью восстанавливаются: Аg + + 1е -> Аg 0

4. В растворах кислот восстанавливаются ионы водорода: 2Н + + 2е -> Н 2

На аноде:

1. Кислородосодержащие анионы и F - – не окисляются, вместо них окисляются молекулы воды:

2Н 2 О – 4е -> О 2 + 4Н +

2.Анионы серы, иода, брома, хлора (в этой последовательности) окисляются до простых веществ:

2Сl - – 2е -> Сl 2 0 S 2- - 2е -> S 0

3. В растворах щелочей окисляются гидроксид-ионы:

4ОН - - 4е -> О 2 + 2Н 2 О

4. В растворах солей карбоновых кислот окисляются анионы:

2 R - СОО - - 2е -> R - R + 2СО 2

5. При использовании растворимых анодов электроны во внешнюю цепь посылает сам анод за счёт окисления атомов металла, из которого сделан анод:

Сu 0 - 2е -> Сu 2+

Примеры процессам электролиза в водных растворах электролитов

Пример 1. K 2 SO 4 -> 2K + + SO 4 2-

K(-)2H 2 O + 2e‾ -> H 2 + 2OH -

A(+)2H 2 O – 4e‾ -> O 2 + 4H +

Общее уравнение электролиза: 2H 2 O(эл.ток) ->2 H 2 + O 2

Пример 2. NaCl ->Na + +Cl‾

K(-)2H 2 O + 2e‾ -> H 2 + 2OH -

A(+) 2Cl - - 2e -> Cl 2 0

2NaCl +2H 2 O(эл.ток) -> H 2 + 2NaOH + Cl 2

Пример 3. Cu SO 4 -> Cu 2+ + SO 4 2-

K(-) Cu 2+ + 2e‾ -> Cu

A(+)2H 2 O – 4e‾ -> O 2 + 4H +

Общее уравнение электролиза: 2 Cu SO 4 + 2H 2 O(эл. ток) ->2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4

Пример 4. CH 3 COONa->CH 3 COO‾ +Na +

K(-)2H 2 O + 2e‾ -> H 2 + 2OH -

A(+)2CH 3 COO‾– 2e‾ ->C 2 H 6 +2CO 2

Общее уравнение электролиза:

CH 3 COONa+2H 2 O(эл.ток) -> H 2 + 2NaHCO 3 +C 2 H 6

Задания базового уровня сложности

Тест по теме “Электролиз расплавов и растворов солей. Ряд напряжений металлов”.

1. Щёлочь – один из продуктов электролиза в водном растворе:

1) KCI 2) CuSO 4 3) FeCI 2 4) AgNO 3

2. При электролизе водного раствора нитрата калия на аноде выделяется:1) О 2 2) NO 2 3) N 2 4) Н 23. Водород образуется при электролизе водного раствора:1) CaCI 2 2) CuSO 4 3)Hg(NO 3) 2 4) AgNO 34. Реакция возможна между:1) Ag и K 2 SO 4 (р-р) 2) Zn и KCI(р-р) 3) Mg и SnCI 2 (р-р) 4) Ag и CuSO 4 (р-р)5. При электролизе раствора иодида натрия у катода окраска лакмуса в растворе:1) красная 2) синяя 3) фиолетовая 4) жёлтая6. При электролизе водного раствора фторида калия на катоде выделяется:1) водород 2) фтороводород 3) фтор 4) кислород

Задачи по теме “Электролиз”

1. Электролиз 400 г 20 %-ого раствора поваренной соли был остановлен, когда на катоде выделилось 11,2 л (н.у.) газа. Степень разложения исходной соли (в %) составляет:

1) 73 2) 54,8 3) 36,8 4) 18

Решение задачи. Составляем уравнение реакции электролиза:2NaCl + 2H 2 O→H 2 +Cl 2 +2NaOHm(NaCl)=400∙0,2=80 г соли было в растворе.ν(H 2)=11,2/22,4=0,5 моль ν(NaCl)=0,5∙2=1 мольm(NaCl)= 1∙58,5=58,5 г соли было разложено во время электролиза.Степень разложения соли 58,5/80=0,73 или 73%.

Ответ: 73% соли разложилось.

2. Провели электролиз 200 г 10 %-ого раствора сульфата хрома (III) до полного расходования соли (на катоде выделяется металл). Масса (в граммах) израсходованной воды составляет:

1) 0,92 2) 1,38 3) 2,76 4) 5,52

Решение задачи. Составляем уравнение реакции электролиза:2Cr 2 (SO 4) 3 +6H 2 O→4Cr +3O 2 +6H 2 SO 4m(Cr 2 (SO 4) 3)=200∙0,1=20гν(Cr 2 (SO 4) 3)=20/392=0,051мольν(H 2 O)=0,051∙3=0,153 мольm(H 2 O)= 0,153∙18=2,76 г

Задания повышенного уровня сложности В3

1. Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на аноде при электролизе её водного раствора.

3. Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на катоде при электролизе её водного раствора.

5. Установите соответствие между названием вещества и продуктами электролиза его водного раствора.

Ответы : 1 - 3411, 2 - 3653, 3 - 2353, 4 - 2246, 5 - 145 .Таким образом, изучая тему электролиза, выпускники хорошо усваивают этот раздел и показывают хорошие результаты на экзамене. Изучение материала сопровождается презентацией по данной теме.

Электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом.

Электрод, на котором происходит окисление, - анодом.

Рассмотрим процессы, происходящие при электролизе расплавов солей бескислородных кислот: HCl, HBr, HI, H 2 S (за исключением фтороводородной или плавиковой - HF).

В расплаве такая соль состоит из катионов металла и анионов кислотного остатка.

Например, NaCl = Na + + Cl -

На катоде: Na + + ē = Na образуется металлический натрий (в общем случае - металл, входящий в состав соли)

На аноде: 2Cl - - 2ē = Cl 2 образуется газообразный хлор (в общем случае - галоген, входящий в состав кислотного остатка - кроме фтора - или сера)

Рассмотрим процессы, происходящие при электролизе растворов электролитов.

Процессы, протекающие на электродах, определяются величиной стандартного электродного потенциала и концентрацией электролита (Уравнение Нернста). В школьном курсе не рассматривается зависимость электродного потенциала от концентрации электролита и не используются численные значения величин стандартного электродного потенциала. Ученикам достаточно знать, что в ряду электрохимической напряженности металлов (ряд активности металлов) величина стандартного электродного потенциала пары Me +n /Me:

1. увеличивается слева направо
2. металлы, стоящие в ряду до водорода, имеют отрицательное значение этой величины
3. водород, при восстановлении по реакции 2Н + + 2ē = Н 2 , (т.е. из кислот) имеет нулевое значение стандартного электродного потенциала
4. металлы, стоящие в ряду после водорода, имеют положительное значение этой величины

! водород при восстановлении по реакции:

2H 2 O + 2ē = 2OH - + H 2 , (т.е. из воды в нейтральной среде) имеет отрицательное значение стандартного электродного потенциала -0,41

Материал анода может быть растворимым (железо, хром, цинк, медь, серебро и др. металлы) и нерастворимым – инертным – (уголь, графит, золото, платина), поэтому в растворе будут присутствовать ионы, образующиеся при растворении анода:

Ме - nē = Ме +n

Образовавшиеся ионы металла будут присутствовать в растворе электролита и их электрохимическую активность тоже будет нужно учитывать.

Исходя из этого, для процессов, протекающих на катоде, можно определить следующие правила:

1. катион электролита расположен в электрохимическом ряду напряжений металлов до алюминия включительно, идет процесс восстановления воды:

2H 2 O + 2ē = 2OH - + H 2

Катионы металла остаются в растворе, в прикатодном пространстве

2. катион электролита находится между алюминием и водородом, в зависимости от концентрации электролита идет или процесс восстановления воды или процесс восстановления ионов металла. Поскольку концентрация не указывается в задании, записываются оба возможных процесса:

2H 2 O + 2ē = 2OH - + H 2

Ме +n + nē = Ме

3. катион электролита - это ионы водорода, т.е. электролит - кислота. Восстанавливаются ионы водорода:

2Н + + 2ē = Н 2

4. катион электролита находится после водорода, восстанавливаются катионы металла.

Ме +n + nē = Ме

Процесс на аноде зависит от материала анода и природы аниона.

1. Если анод растворяется (например, железо, цинк, медь, серебро), то окисляется металл анода.

Ме - nē = Ме +n

2. Если анод инертный, т.е. не растворяется (графит, золото, платина):

а) При электролизе растворов солей бескислородных кислот (кроме фторидов), идет процесс окисления аниона;

2Cl - - 2ē = Cl 2

2Br - - 2ē = Br 2

2I - - 2ē = I 2

S 2 - - 2ē = S

б) При электролизе растворов щелочей, идет процесс окисления гидроксогруппы ОН - :

4OH - - 4ē = 2H 2 O + O 2

в) При электролизе растворов солей кислородосодержащих кислот: HNO 3 , H 2 SO 4 , H 2 CO 3 , H 3 PO 4 , и фторидов, идет процесс окисления воды.

2H 2 O - 4ē = 4H + + О 2

г) При электролизе ацетатов (солей уксусной или этановой кислоты) окисляется ацетат-ион до этана и оксида углерода (IV) - углекислого газа.

2СН 3 СОО - - 2ē = С 2 Н 6 + 2СО 2

Примеры заданий.

1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ

А) NiSO 4

Б) NaClO 4

В) LiCl

Г) RbBr

ПРОДУКТ НА АНОДЕ

1) S 2) SO 2 3) Cl 2 4) O 2 5) H 2 6) Br 2

Решение:

Так как в задании указан инертный анод, мы рассматриваем только изменения, происходящие с кислотными остатками, образующимися при диссоциации солей:

SO 4 2 - кислотный остаток кислородосодержащей кислоты. Идет процесс окисления воды, выделяется кислород. Ответ 4

ClO 4 - кислотный остаток кислородосодержащей кислоты. Идет процесс окисления воды, выделяется кислород. Ответ 4.

Cl - кислотный остаток бескислородной кислоты. Идет процесс окисления самого кислотного остатка. Выделяется хлор. Ответ 3.

Br - кислотный остаток бескислородной кислоты. Идет процесс окисления самого кислотного остатка. Выделяется бром. Ответ 6.

Общий ответ: 4436

2. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ

А) Al(NO 3) 3

Б) Hg(NO 3) 2

В) Cu(NO 3) 2

Г) NaNO 3

ПРОДУКТ НА АНОДЕ

1) водород 2) алюминий 3) ртуть 4) медь 5) кислород 6) натрий

Решение:

Так как в задании указан катод, мы рассматриваем только изменения, происходящие с катионами металлов, образующимися при диссоциации солей:

Al 3+ в соответствии с положением алюминия в электрохимическом ряду напряжений металлов (от начала ряда до алюминия включительно) будет идти процесс восстановления воды. Выделяется водород. Ответ 1.

Hg 2+ в соответствии с положением ртути (после водорода) будет идти процесс восстановления ионов ртути. Образуется ртуть. Ответ 3.

Cu 2+ в соответствии с положением меди (после водорода) будет идти процесс восстановления ионов меди. Ответ 4.

Na + в соответствии с положением натрия (от начала ряда до алюминия включительно) будет идти процесс восстановления воды. Ответ 1.

Общий ответ: 1341

Что такое электролиз? Для более простого понимания ответа на этот вопрос давайте представим себе любой источник постоянного тока. У каждого источника постоянного тока всегда можно найти положительный и отрицательный полюс:

Подсоединим к нему две химически стойких электропроводящих пластины, которые назовем электродами. Пластину, присоединенную к положительному полюсу назовем анодом, а к отрицательному катодом:

Хлорид натрия является электролитом, при его расплавлении происходит диссоциация на катионы натрия и хлорид-ионы:

NaCl = Na + + Cl −

Очевидно, что заряженные отрицательно анионы хлора направятся к положительно заряженному электроду – аноду, а положительно заряженные катионы Na + направятся к отрицательно заряженному электроду – катоду. В результате этого и катионы Na + и анионы Cl − разрядятся, то есть станут нейтральными атомами. Разрядка происходит посредством приобретения электронов в случае ионов Na + и потери электронов в случае ионов Cl − . То есть на катоде протекает процесс:

Na + + 1e − = Na 0 ,

А на аноде:

Cl − − 1e − = Cl

Поскольку каждый атом хлора имеет по неспаренному электрону, одиночное существование их невыгодно и атомы хлора объединяются в молекулу из двух атомов хлора:

Сl∙ + ∙Cl = Cl 2

Таким образом, суммарно, процесс, протекающий на аноде, правильнее записать так:

2Cl − − 2e − = Cl 2

То есть мы имеем:

Катод: Na + + 1e − = Na 0

Анод: 2Cl − − 2e − = Cl 2

Подведем электронный баланс:

Na + + 1e − = Na 0 |∙2

2Cl − − 2e − = Cl 2 |∙1<

Сложим левые и правые части обоих уравнений полуреакций , получим:

2Na + + 2e − + 2Cl − − 2e − = 2Na 0 + Cl 2

Сократим два электрона аналогично тому, как это делается в алгебре получим ионное уравнение электролиза:

2NaCl (ж.) => 2Na + Cl 2

Рассмотренный выше случай является с теоретической точки зрения наиболее простым, поскольку в расплаве хлорида натрия из положительно заряженных ионов были только ионы натрия, а из отрицательных – только анионы хлора.

Другими словами, ни у катионов Na + , ни у анионов Cl − не было «конкурентов» за катод и анод.

А, что будет, например, если вместо расплава хлорида натрия ток пропустить через его водный раствор? Диссоциация хлорида натрия наблюдается и в этом случае, но становится невозможным образование металлического натрия в водном растворе. Ведь мы знаем, что натрий – представитель щелочных металлов – крайне активный металл, реагирующий с водой очень бурно. Если натрий не способен восстановиться в таких условиях, что же тогда будет восстанавливаться на катоде?

Давайте вспомним строение молекулы воды. Она представляет собой диполь, то есть у нее есть отрицательный и положительный полюсы:

Именно благодаря этому свойству, она способна «облеплять» как поверхность катода, так и поверхность анода:

При этом могут происходить процессы:

2H 2 O + 2e − = 2OH − + H 2

2H 2 O – 4e − = O 2 + 4H +

Таким образом, получается, что если мы рассмотрим раствор любого электролита, то мы увидим, что катионы и анионы, образующиеся при диссоциации электролита, конкурируют с молекулами воды за восстановление на катоде и окисление на аноде.

Так какие же процессы будут происходить на катоде и на аноде? Разрядка ионов, образовавшихся при диссоциации электролита или окисление/восстановление молекул воды? Или, возможно, будут происходить все указанные процессы одновременно?

В зависимости от типа электролита при электролизе его водного раствора возможны самые разные ситуации. Например, катионы щелочных, щелочноземельных металлов, алюминия и магния просто не способны восстановиться в водной среде, так как при их восстановлении должны были бы получаться соответственно щелочные, щелочноземельные металлы, алюминий или магний т.е. металлы, реагирующие с водой.

В таком случае является возможным только восстановление молекул воды на катоде.

Запомнить то, какой процесс будет протекать на катоде при электролизе раствора какого-либо электролита можно, следуя следующим принципам:

1) Если электролит состоит из катиона металла, который в свободном состоянии в обычных условиях реагирует с водой, на катоде идет процесс:

2H 2 O + 2e − = 2OH − + H 2

Это касается металлов, находящихся в начале ряда активности по Al включительно.

2) Если электролит состоит из катиона металла, который в свободном виде не реагирует с водой, но реагирует с кислотами неокислителями, идут сразу два процесса, как восстановления катионов металла, так и молекул воды:

Me n+ + ne = Me 0

К таким металлам относятся металлы, находящиеся между Al и Н в ряду активности.

3) Если электролит состоит из катионов водорода (кислота) или катионов металлов, не реагирующих с кислотами неокислителями — восстанавливаются только катионы электролита:

2Н + + 2е − = Н 2 – в случае кислоты

Me n + + ne = Me 0 – в случае соли

На аноде тем временем ситуация следующая:

1) Если электролит содержит анионы бескислородных кислотных остатков (кроме F −), то на аноде идет процесс их окисления, молекулы воды не окисляются. Например:

2Сl − − 2e = Cl 2

S 2- − 2e = S o

Фторид-ионы не окисляются на аноде поскольку фтор не способен образоваться в водном растворе (реагирует с водой)

2) Если в состав электролита входят гидроксид-ионы (щелочи) они окисляются вместо молекул воды:

4ОН − − 4е − = 2H 2 O + O 2

3) В случае того, если электролит содержит кислородсодержащий кислотный остаток (кроме остатков органических кислот) или фторид-ион (F −) на аноде идет процесс окисления молекул воды:

2H 2 O – 4e − = O 2 + 4H +

4) В случае кислотного остатка карбоновой кислоты на аноде идет процесс:

2RCOO − − 2e − = R-R + 2CO 2

Давайте потренируемся записывать уравнения электролиза для различных ситуаций:

Пример №1

Напишите уравнения процессов протекающих на катоде и аноде при электролизе расплава хлорида цинка, а также общее уравнение электролиза.

Решение

При расплавлении хлорида цинка происходит его диссоциация:

ZnCl 2 = Zn 2+ + 2Cl −

Далее следует обратить внимание на то, что электролизу подвергается именно расплав хлорида цинка, а не водный раствор. Другими словами, без вариантов, на катоде может происходить только восстановление катионов цинка, а на аноде окисление хлорид-ионов т.к. отсутствуют молекулы воды:

Катод: Zn 2+ + 2e − = Zn 0 |∙1

Анод: 2Cl − − 2e − = Cl 2 |∙1

ZnCl 2 = Zn + Cl 2

Пример №2

Напишите уравнения процессов протекающих на катоде и аноде при электролизе водного раствора хлорида цинка, а также общее уравнение электролиза.

Так как в данном случае, электролизу подвергается водный раствор, то в электролизе, теоретически, могут принимать участие молекулы воды. Так как цинк расположен в ряду активности между Al и Н то это значит, что на катоде будет происходить как восстановление катионов цинка, так и молекул воды.

2H 2 O + 2e − = 2OH − + H 2 ­­­

Zn 2+ + 2e − = Zn 0

Хлорид-ион является кислотным остатком бескислородной кислоты HCl, поэтому в конкуренции за окисление на аноде хлорид-ионы «выигрывают» у молекул воды:

2Cl − − 2e − = Cl 2

В данном конкретном случае нельзя записать суммарное уравнение электролиза, поскольку неизвестно соотношение между выделяющимися на катоде водородом и цинком.

Пример №3

Напишите уравнения процессов протекающих на катоде и аноде при электролизе водного раствора нитрата меди, а также общее уравнение электролиза.

Нитрат меди в растворе находится в продиссоциированном состоянии:

Cu(NO 3) 2 = Cu 2+ + 2NO 3 −

Медь находится в ряду активности правее водорода, то есть на катоде восстанавливаться будут катионы меди:

Cu 2+ + 2e − = Cu 0

Нитрат-ион NO 3 − — кислородсодержащий кислотный остаток, это значит, что в окислении на аноде нитрат ионы «проигрывают» в конкуренции молекулам воды:

2H 2 O – 4e − = O 2 + 4H +

Таким образом:

Катод: Cu 2+ + 2e − = Cu 0 |∙2

2Cu 2+ + 2H 2 O = 2Cu 0 + O 2 + 4H +

Полученное в результате сложения уравнение является ионным уравнением электролиза. Чтобы получить полное молекулярное уравнение электролиза нужно добавить по 4 нитрат иона в левую и правую часть полученного ионного уравнения в качестве противоионов. Тогда мы получим:

2Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O = 2Cu 0 + O 2 + 4HNO 3

Пример №4

Напишите уравнения процессов, протекающих на катоде и аноде при электролизе водного раствора ацетата калия, а также общее уравнение электролиза.

Решение:

Ацетат калия в водном растворе диссоциирует на катионы калия и ацетат-ионы:

СН 3 СООК = СН 3 СОО − + К +

Калий является щелочным металлом, т.е. находится в ряду электрохимическом ряду напряжений в самом начале. Это значит, что его катионы не способны разряжаться на катоде. Вместо них восстанавливаться будут молекулы воды:

2H 2 O + 2e − = 2OH − + H 2

Как уже было сказано выше, кислотные остатки карбоновых кислот «выигрывают» в конкуренции за окисление у молекул воды на аноде:

2СН 3 СОО − − 2e − = CH 3 −CH 3 + 2CO 2

Таким образом, подведя электронный баланс и сложив два уравнения полуреакций на катоде и аноде получаем:

Катод: 2H 2 O + 2e − = 2OH − + H 2 |∙1

Анод: 2СН 3 СОО − − 2e − = CH 3 −CH 3 + 2CO 2 |∙1

2H 2 O + 2СН 3 СОО − = 2OH − + Н 2 + CH 3 −CH 3 + 2CO 2

Мы получили полное уравнение электролиза в ионном виде. Добавив по два иона калия в левую и правую часть уравнения и сложив с противоионами мы получаем полное уравнение электролиза в молекулярном виде:

2H 2 O + 2СН 3 СООK = 2KOH + Н 2 + CH 3 −CH 3 + 2CO 2

Пример №5

Напишите уравнения процессов, протекающих на катоде и аноде при электролизе водного раствора серной кислоты, а также общее уравнение электролиза.

Серная кислота диссоциирует на катионы водорода и сульфат-ионы:

H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2-

На катоде будет происходить восстановление катионов водорода H + , а на аноде окисление молекул воды, поскольку сульфат-ионы являются кислородсодержащими кислотными остатками:

Катод: 2Н + + 2e − = H 2 |∙2

Анод: 2H 2 O – 4e − = O 2 + 4H + |∙1

4Н + + 2H 2 O = 2H 2 + O 2 + 4H +

Сократив ионы водорода в левой и правой и левой части уравнения получим уравнение электролиза водного раствора серной кислоты:

2H 2 O = 2H 2 + O 2

Как можно видеть, электролиз водного раствора серной кислоты сводится к электролизу воды.

Пример №6

Напишите уравнения процессов, протекающих на катоде и аноде при электролизе водного раствора гидроксида натрия, а также общее уравнение электролиза.

Диссоциация гидроксида натрия:

NaOH = Na + + OH −

На катоде будут восстанавливаться только молекулы воды, так как натрий – высокоактивный металл, на аноде только гидроксид-ионы:

Катод: 2H 2 O + 2e − = 2OH − + H 2 |∙2

Анод: 4OH − − 4e − = O 2 + 2H 2 O |∙1

4H 2 O + 4OH − = 4OH − + 2H 2 + O 2 + 2H 2 O

Сократим две молекулы воды слева и справа и 4 гидроксид-иона и приходим к тому, что, как и в случае серной кислоты электролиз водного раствора гидроксида натрия сводится к электролизу воды.

Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе ее водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ		ПРОДУКТ НА АНОДЕ

A	Б	В	Г

Решение.

При электролизе водных растворов солей, щелочей и кислот на инертном аноде:

Разряжается вода и выделяется кислород, если это соль кислородсодержащей кислоты или соль фтороводородной кислоты;

Разряжаются гидроксид-ионы и выделяется кислород, если это щелочь;

Разряжается кислотный остаток, входящий в состав соли, и выделяется соответствующее простое вещество, если это соль бескислородной кислоты(кроме ).

По особому происходит процесс электролиза солей карбоновых кислот.

Ответ: 3534.

Ответ: 3534

Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по химии. Вариант 1.

Установите соответствие между формулой вещества и продуктом, образующимся на катоде при электролизе его водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА		ПРОДУКТ ЭЛЕКТРОЛИЗА, ОБРАЗУЮЩИЙСЯ НА КАТОДЕ

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

A	Б	В	Г

Решение.

При электролизе водных растворов солей на катоде выделяется:

Водород, если это соль металла, стоящего в ряду напряжений металлов левее алюминия;

Металл, если это соль металла, стоящего в ряду напряжений металлов правее водорода;

Металл и водород, если это соль металла, стоящего в ряду напряжений металлов между алюминием и водородом.

Ответ: 3511.

Ответ: 3511

Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по химии. Вариант 2.

Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ		ПРОДУКТ НА АНОДЕ

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

A	Б	В	Г

Решение.

При электролизе водных растворов солей кислородсодержащих кислот и фторидов окисляется кислород из воды, поэтому на аноде выделяется кислород. При электролизе водных растворов бескислородных кислот идет окисление кислотного остатка.

Ответ: 4436.

Ответ: 4436

Установите соответствие между формулой вещества и продуктом, который образуется на инертном аноде в результате электролиза водного раствора этого вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА	ПРОДУКТ НА АНОДЕ
	2) оксид серы(IV) 3) оксид углерода(IV) 5) кислород 6) оксид азота(IV)

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

A	Б	В	Г