Электролиз - задачи и примеры
Какие газообразные вещества образуются при электролизе раствора солей хлорида и сульфата магния (электроды угольные? Ответ обоснуйте. Составьте схемы электролиза растворов этих солей с инертными электродами, напишите электронные уравнения для процессов, протекающих на катоде и аноде, и суммарные уравнения электролиза этих солей
Так как магний расположен вначале ряда напряжений, то на катоде идет процесс восстановления воды и выделяется водород. Катионы металла не восстанавливаются и остаются в растворе. Так как анод инертный (уголь, то при электролизе раствора хлорида магния, на аноде идет процесс окисления хлорид-иона (выделяется хлор; а при электролизе раствора сульфата магния, на аноде идет процесс окисления воды и выделяется кислород. Таким образом, при электролизе раствора солей хлорида и сульфата магния будут выделяться кислород, водород и хлор.
MgCl₂ ⇄ Mg²⁺ + 2Cl⁻
катод (-): 2H₂O + 2e = H₂↑ + 2OH⁻
анод (+): 2Cl⁻ - 2e = Cl₂↑
Суммарное уравнение процессов, протекающих в растворе:
MgCl₂ + 2H₂O = H₂↑ + Cl₂↑ + Mg(OH)₂↓
MgSO₄ ⇄ Mg²⁺ + SO₄²⁻
катод (-): 2H₂O + 2e = H₂↑ + 2OH⁻
анод (+): 2H₂O - 4e = O₂↑ + 4H⁺
Суммарное уравнение процессов, протекающих в растворе:
2H₂O = 2H₂↑ + O₂↑
1. Сколько литров азота вступает в реакцию с водородом, если образуется 89,6 л аммиака
2. Сколько литров газа выделяется при разложении 4 моль нитрита аммония.
3. Сколько литров газа выделяется на аноде при электролизе раствора сульфата калия, если на катоде образуется 15 мл газа.
4. Сколько азотной кислоты можно получить из 224 мл NH3, если выход продукта составляет 80%
N = m/M = V/Vм
1. 3H2 + N2 = 2NH3
n(NH3) = 89,6/22,4 = 4 моль
n(N2) = 4/2 = 2 моль
V(N2) = 2*22,4 = 44,8 л
2. NH4NO3 + t = NH3 + HNO3
n(NH3) = 4 моль
V(NH3) = 4*22,4 = 89,6 л
3. K2SO4 электролиз водн. Р-ра
2H2O = 2H2 + O2
V(H2) = 15 мл = 0,015 л
n(H2) = 0,015/22,4 = 6,7*10⁻⁴ моль
n(O2) = 6,7*10⁻⁴/2 = 3,35*10⁻⁴ моль
V(O2) = 3,35*10⁻⁴*22,4 = 7,5*10⁻³ л
4. NH3 + 2О2 → HNO3 + Н2О
V(NH3) = 224 мл = 0,224 л
n(NH3) = 0,224/22,4 = 0,01 моль
m(HNO3) = 0,01*63 = 0,63 г
m(HNO3) пр = 0,63*0,8 = 0,504 г
Найти массу йода при электролизе раствора йода натрия массой 15г
15г Х г
2NaI -> 2Na + I2
n = 2 моль n = 1 моль
Mr = 150 г/моль Mr = 254 г/моль
m = 300 г m = 254 г
15 г NaI - Х г I2
300 г NaI - 254 г I2
m(I2) = 15 * 254 / 300 = 12,7 г
Найти объём газа при электролизе расплава соли хлорида алюминия массой 13,35 г
13,35 г Х л
2AlCl3 -> 2Al + 3Cl2
n = 2 моль n = 3 моль
Mr = 132 г/моль Vm = 22,4 л/моль
m = 264 г V = 67,2 л
13,35 г AlCl3 - Х л Cl2
264 г AlCl3 - 67,2 л Cl2
V(Cl2) = 13,35 * 67,2 / 264 = 3,4 л
Электролиз раствора сульфида калия
Электролиз раствора сульфида калия:
При электролизе раствора сульфида калия (соли, в составе кислотного остатка нет кислорода у анода разряжаются ионы серы.
Катионы активных металлов от Li до А1 (включительно при электролизе водных растворов не восстанавливаются.
На катоде в этом случае восстанавливаются только ионы водорода из воды и выделяется водород:
2H2О + 2e = Н2 + 2ОН–
Суммарно можно записать уравнение гидролиза раствора сульфида калия так:
2H2О + S(-2) -> Н2 + S + 2ОН (-) Раствор подщелачивается.
Полное ионно-молекулярное уравнение:
2H2О+ 2K(+) +S(2– ) -> Н2 + S + 2K(+) + 2ОН (-)
Молекулярное уравнение процесса электролиза водного раствора cekmablf калия будет иметь вид:
2H2О + K2S -> Н2 + S + 2KОН.
Электролиз расплава сульфида калия:
Na2S ->2 Na(+) +S(2–);
катод (–) (Na+): 2Na(+) +2 е = 2Na(0)
анод (+) (S(2–): S(2-) – 2е = S(0)
Na2S = 2Na + S
Алюминий в промышленности получают:
а) методом алюминотермии
б) восстановление. Бокситов коксом
в электролизом расплава бокситов в криолите
г электролизом расплава хлорида аммония
Щелочные и щелочноземельные металлы получают в промышленности электролизом расплавов солей (хлоридов:. Алюминия в криолите Na3AlF6 (из бокситов
Алюминотермия это получение металлов посредством алюминия, хлорид аммония не содержит катионов алюминия, в 20 веке был распространен 3 вариант. Второй метод не очень хорош из-за восстановительной сильной способности алюминия. , лучше всего подходит 3.
