Презентация "Электролиз расплавов и растворов" 11 класс

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

• Если в растворе ионы Н+ - они разряжаются до Н2

Металлы правее Н:

Разряжаются на катоде - Ме

Металлы от Al до Н:

Восстанавливаются молекулы воды – Н2

Металлы левее Al :

Идет 2 параллельных процесса:

А) разрядка металла – Мe

Б) разрядка воды – Н2

2H2O + 2e- → H20↑+ 2OH-

Men+ + ne- → Me0

2H2O + 2e- → H20↑+ 2OH-

Men+ + ne- → Me0

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;

Анионы бескислородных кислот (кроме F-)

Разряжаются до простого вещества: S2-, I-, Br-, СI-

Анионы кислородсодержащих кислот и F-

Не разряжаются,

идет разрядка воды – О2

2 H2O - 4e- → О20↑ + 4H+

2Hal- -2e- → Cl02↑

4ОН- - 4e- → О20↑ + 2Н2О

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

Анионы карбоновых кислот – реакция Кольбе

Происходит процесс декарбоксилирования и выделяется алкан

2СН3СОО- - 2е- → 2 СО2 + СН3-СН3

1. Анод нерастворимый (например, графитовый)

Суммарное уравнение:

Учитывая присутствие ионов Na в растворе:

Пример №1.

Суммарное ионное уравнение:

Суммарное молекулярное уравнение:

Пример №2.

2. Анод растворимый (например, медный)

Если анод растворимый, то металл анода будет окисляться:

Катионы Cu2+ в ряду напряжений стоят после (Н+), поэтому они и будут восстанавливаться на катоде.

Проверь себя…

Задания на электролиз

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

1) хлор

2) литий

3) кислород

4) водород

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.

Ответ: 3311

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

1) хлор

2) литий

3) кислород

4) водород

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.

Ответ: 2245

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.

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(NO3)2

CuSO4

Ответ: 5351

Задание 5

Ответ: 3154

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, Cl2

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— → Н2;

Анодный процесс A(+) будет: 2H2O — 4 е— → O2 + 4Н+;

Процесс электролиза сводится к разложению воды:

2H2O(электролиз) → 2H2↑ + O2↑.

n(H2) = 67,2/22,4   = 3 моль;

n(O2) = n(H2)/2 = 3/2 = 1,5 моль;

V(O2) = 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— → Н2;

Анодный процесс A(+) будет: 2Cl— — 2е— → Cl2;

Cуммарный процесс электролиза:

2LiCl + 2H2O (электролиз) → H2↑ + Cl2↑ + 2LiOH.

n(Cl2) = 10,08/22,4   = 0,45 моль;

n(LiOH) = 2n(Cl2) = 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: Cu2+ + 2е— → Cu;

Анодный процесс A(+) будет: 2H2O — 4 е— → O2 + 4Н+;

Cуммарный процесс электролиза:

2CuSO4 + 2H2O (электролиз) → 2Cu + O2↑ + 2H2SO4.

m(CuSO4) = 320  ⃰10/100 = 32 г;

М(CuSO4) = 160 г/моль;

n(CuSO4) = 32/160 = 0,2 моль;

n(O2) = n(CuSO4)/2 = 0,1 моль;

М(O2) = 32 г/моль;

m(O2) = 0,1 ⃰32 = 3,2 г.