Химия. Сборник задач и упражнений. Часть II. Лямина Г.В - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

29
разделенным катодным и анодным пространством.
Решение. В растворе сульфата натрия будет происходить
диссоциация согласно уравнению
Na
2
SO
4
= Na
+
+ SO
4
2–
.
К отрицательному электроду (катоду) будут подходить
ионы натрия и воды. Так как стандартный электродный потен-
циал системы
Na
+
+ 1е
–
= Na
0
значительно отрицательнее потенциала водородного электрода,
то согласно правилам электролиза (табл. 9.6.1) на катоде будет
происходить электрохимическое восстановление воды, а ионы
натрия Na
+
, приходящие к катоду, будут накапливаться в при-
легающей к нему части раствора.
На аноде (табл. 9.6.2) будет происходить электрохимиче-
ское окисление воды, приводящее к выделению кислорода, так
как стандартный электродный потенциал реакции окисления во-
ды ниже, чем стандартный потенциал окисления сульфат ионов.
Ионы SO
4
2–
, движущиеся при электролизе к аноду, будут нака-
пливаться в анодном пространстве.
Таким образом, будут протекать следующие реакции:
Катод (–):
2H
2
O + 2e
–
→ H
2
+ 2OH
–
,
Анод (+):
2H
2
O – 4e
–
→
O
2
+ 4H
+
.
Складывая катодные и анодные процессы и умножая ле-
вую и правую части катодного процесса на 2, получаем сум-
марное уравнение
6H
2
O → 2H
2
+ 4OH
–
+ O
2
+ 4H
+
.
Одновременно происходит накопление ионов Na
+
в катод-
ном пространстве и SO
4
2–
в анодном пространстве. Таким обра-
зом, одновременно с выделением водорода и кислорода образу-
ется гидроксид натрия в катодном пространстве и серная ки-
слота в анодном пространстве.
30
Пример 6
Ток силой 3 А проходит через раствор электролита СuSO
4
за 30 мин. Определить массу выделившегося металла. Записать
электродные процессы.
Решение. Согласно правилам электродных процессов при
электролизе сульфата меди будут протекать следующие реакции:
Катод (–):
Cu
+2
+ 2e
–
→ Cu
0
,
Анод (+):
2H
2
O – 4e
–
→
O
2
+ 4H
+
.
Закон Фарадея (9.6.2) для меди, выделяющейся на катоде,
будет выглядеть следующим образом:
18003
965002
54
Э
tI
Fn
M
tI
F
M
m
= 1,51 г.
Пример 7
Ток силой 6 А пропускали через водный раствор нитрата ка-
лия в течение 1,5 ч. Вычислить массу разложившейся воды и объ-
ем выделившихся кислорода и водорода (условия нормальные).
Решение. Запишем электродные процессы при электроли-
зе нитрата калия.
Катод (–):
2H
2
O + 2e
–
→ H
2
+ 2OH
–
,
Анод (+):
2H
2
O – 4e
–
→
O
2
+ 4H
+
.
Массу разложившейся воды находим из закона Фарадея,
имея в виду 1,5 ч = 5400 с.
54006
96500
9
Э
tI
F
M
m
= 3,02 г,
где
21
18
(H)В(Н)
O)(H
OH
2Э
2
n
M
M
= 9 г/моль экв.
При вычислении объемов выделившихся газов используем
закон Фарадея, записанный через объемы. Так как при нор-
мальных условиях эквивалентный объем водорода равен
11,2 л/моль, а кислорода – 5,6 л/моль, то получим

Страницы