Электролиз - задачи и примеры

2340г. Хлорида натрия подвергли электролизу. Объем (при н.у. ) образовавшегося хлора при выходе 75%от теоритического равен?

2NaCl -> 2Na + Cl2
По ур-ю реакции 2 моля NaCl (т.е. 117г при электролиза выделяют 1 моль хлорап, т.е. 22,4л. Тогда 2340г выделят Хл хлора. Х = 2340*22,4/117 = 448 л. Это теоретически возможный выход продукта. При 75-% выходе хлора выход составит: 448*75/100 = 336 л

При электролизе водного раствора сульфата натрия получают

Электролиз водного раствора сульфата натрия:
на катоде 2H2O + 2e = H2 + 2OH-
на аноде 2H2O = O2 + 4H+ + 4e
в сумме 2H2O = 2H2 + O2

Na2SO4 = 2Na(+)+SO4(2-)
K(-):H2O+2e = H2+2OH(-) ионы Na(+) не восстанавливаются(остается в растворе
A(+)2H2O-4e = O2+4H(+) анионы SO4(2-) не окисляются остаются в растворе
На катоде выделяется H2
На аноде выделяется О2

При электролизе водного раствора сульфата натрия получают
Напишите уравнение электролиза раствора CaI2 на инертных электродах.

На катоде выделяется молекулярный водород:
2H₂O + 2e = 2(OH⁻) + H₂↑
В околокатодном пространстве гидроксил взаимодействует с катионом кальция.
На аноде разряжается анион йода:
2I⁻ - 2e = I₂
И выделяется элементарный йод (как простое вещество.
Суммарно:
CaI₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂↑ + I₂

Составить схему электролиза растворов: карбоната калия, нитрата свинца, иода бария, ортофосфата натрия, бромида олова
Расплава: гидроксида натрия,

Растворы:
1) K₂CO₃↔2K⁺CO₃²⁻
K(-) 2H₂O+2e⁻ = H₂⁰+2OH⁻
A(+) 2H₂O-4e⁻ = O₂⁰+4H⁺
2H₂O = 2H₂↑+O₂↑
2) Pb(NO₃)₂↔Pb²⁺+2NO₃⁻
K(-) Pb²⁺+2e⁻ = Pb⁰
2H₂O+2e⁻ = H₂⁰+2OH⁻
A(+) 2H₂O-4e⁻ = O₂⁰+4H⁺
Pb(NO₃)₂+2H₂O = Pb+H₂↑+O₂↑+2HNO₃
3) BaI₂↔Ba²⁺+2I⁻
K(-) 2H₂O+2e⁻ = H₂⁰+2OH⁻
А(+) 2I⁻-2e⁻ = I₂⁰
BaI₂+2H₂O = Ba(OH)₂+H₂↑+I₂↓
4) Na₃PO₄↔3Na⁺+PO₄³⁻
K(-) 2H₂O+2e⁻ = H₂⁰+2OH⁻
A(+) 2H₂O-4e⁻ = O₂⁰+4H⁺
2H₂O = 2H₂↑+O₂↑
5) SnBr₂↔Sn²⁺+2Br⁻
K(-) 2H₂O+2e⁻ = H₂⁰+2OH⁻
Sn⁺²+2e⁻ = Sn⁰
A(+) 2Br⁻-2e⁻ = Br₂⁰
2SnBr₂+2H₂O = H₂↑+Sn(OH)₂+Sn+2Br₂↓
Расплав:
6) NaOH↔Na⁺+OH⁻
K(-) Na⁺+1e⁻ = Na⁰
A(+) 4OH⁻-4e⁻ = 2H₂O+O₂⁰
4NaOH = 4Na+2H₂O+O₂↑

При электролизе водного раствора нитрата калия на аноде выделилось 25 л газа. Объем газа, выделившегося на катоде, равен при нормальных условиях _____л. (Запишите число с точностью до целых).

на катоде, на аноде
  х л 25л
2 Н2О = 2Н2 + О2
  44.8л 22.4л
х=44.8·25÷22.4 = 50л
 

Напишите уравнения процессов протекающих на инертных электродах при электролизе раствора сульфата кальция

На катоде:
2H₂O + 2e → H₂↑ + 2OH⁻ - ( восстанавливают только молекулы воды в ряду напряжений металлов все металлы до алюминия включительно
На аноде:
2H₂O - 4e → O₂↑ + 4H⁺
общее уравнение:
2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑

Газ, образовавшийся на аноде при электролизе 552 г 15%-ного раствора хлорида бария, пропустили через 120 г 30%-ного горячего раствора гидроксида натрия. Определите массовые доли веществ в полученном растворе.

На аноде:
2Cl⁻ + 2e → Cl₂↑
BaCl₂ + H₂O = Cl₂↑ + H₂↑ + Ba(OH)₂
n(BaCl₂)= n(Cl₂)
m(BaCl₂)  =  0,15*552 г. = 82,8 г.
n(BaCl₂) = m/M = 82,8 г. /208 г/моль = 0,4 моль
n(Cl₂) = 0,4 моль
2Cl₂ + 4NaOH = 3NaCl+ NaClO₃ + 2H₂O
n(Cl₂)/2 = n(NaOH)/4 = n(NaCl)/3 = n(NaClO₃)
m(NaOH) = 0,3*120 г = 36 г.
n(NaOH) = m/M = 3,6 г/40 г/моль = 0,9 моль
m(Cl₂) = 0,4 моль*71 г/моль = 28,4 г.
так как 2*n(Cl₂) = n(NaOH) - хлора взято в недостатке, в растворе остаётся 0,1 моль NaOH
n(Cl₂)/2 = n(NaCl)/3 = n(NaClO₃)
n(NaCl) = 3/2(Cl₂) = 0,04 мол*3 :2 = 0,6 моль
(NaClO₃) = n(Cl₂)/2 = 0.02 моль
m(NaCl) = n*M = 0,6 моль* 58,5 г/моль = 35,1 г.
m(NaClO₃) = n*M = 0.2 моль*106,5 г/моль = 21.3 г.
m(NaOH) = 0,1 моль* 40 г/моль = 4 г.
m(p-pa) = 120 г + m(Cl₂) = 120 г + 28,4 г. = 148,4 г.
ω(NaCl) = m(NaCl)/m(p-pa) = 35,1 г/148,4 г*100% = 23,65%
ω(NaOH) = 4 г/148,4 г*100% = 2,69%
ωNaClO₃) = 21,3/148,4 г. *100% =14,35%

При электролизе водного раствора KOH на катоде выделилось 5 литров газа. Сколько литров газа выделится на аноде

Электролизе водного раствора KOH происходит только электролиз воды:
на катоде:
4H₂O + 4e → 2H₂↑ + 4OH⁻
на аноде:
2H₂O - 4e →O₂↑ + 4H⁺
молекулярное уравнение:
2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑
n(H₂)/2 = n(O₂)
объёмы газов пропорциональны их коэффициентам
V(O₂) = 5л: 2 = 2,5 л.

В ходе электролиза воды выделилось 31,1 л кислорода. Определите массу разложившейся воды

     Х г           31,1 г
    2H2O       ->       2H2         +       O2
n = 2 моль   n = 1 моль
М = 18 г/моль        М = 32 г/моль
m = 36 г       m = 32 г
Х г Н2О    -    31,1 г О2
36 г Н2О   -    22,4 г О2
m(H2O) = 36 * 31,1 / 22,4 = 50 г

Хлор, применяемый для дезинфекции питьевой воды, получают электролизом расплава хлорида натрия. Помимо газообразного хлора при электролизе хлорида натрия образуется жидкий металлический натрий. А сколько граммов хлорида натрия необходимо для получения 355 г. Газообразного хлора? Б какой объем будет занимать это количество газа при н.у.

2NaCl⇒(электролиз2Na+Cl2↑ рассчитаем количество вещества хлора n(Cl2)=355/(35,5+35,5)=5моль, согласно уравнения соли потребуется в 2 раза больше n(NaCl)=5×2 = 10моль и тогда его масса m(NaCl)=10×(23+35,5)=585г, а объём хлора V(Cl2)=5×22,4 = 112литров

2NaCl->2Na+Cl2↑ (электролиз
А
n(NaCl)=2n(Cl2)=2m/M = 2*355г/71г/моль=10 моль
m(NaCl)=n*M = 10моль*58,5г/моль=585 г
Б
n(Cl2)=m/M = 355г/71г/моль=5 моль
V(Cl2)=n*Vm = 5моль*22,4л/моль=112 л