Примеры решения задач по реакциям электролиза (стр. 1 из 4)

Методическое пособие

Примеры решения задач по реакциям электролиза

Задача №1

При электролизе 1л раствора хлорида меди (II) на катоде выделилась медь массой 12,7г. Вычислите объем газа (н.у.), выделившегося на аноде, если плотность раствора близка к 1 г/мл.

Решение

Vр-ра CuCl2=1л

1г/мл

m(Cu)=12,7г

V (Cl2) - ?, н.у.

_{раствор}CuCl₂ = Cu²⁺+2Cl^–

(H₂O)

на катоде : Cu²⁺, H₂O(H⁺)

на аноде : Cl^–, H₂O

1 2 2

Cu²⁺ + 2 Cu⁰

1 2

2Cl^— - 2 Cu₂⁰

Cu²⁺+ 2Cl^–Cu⁰ + Cl₂

m=12,7г V-?

CuCl₂ = Cu↓ + Cl₂↑

раствор М=64 г/моль Vm=22,4 л/моль

1 моль 1 моль

1) V(Cl₂) =

(Cl₂) -V_m

2)

,

V (Cl₂) = 0,198 моль - 22,4 л/моль = 4,44 л

Ответ: V (Cl₂) = 4,44 л (н.у.)

Задача №2

При электролизе водного раствора нитрата серебра (I) на аноде выделилось 13,44л кислорода (н.у.). Определите массу выделившегося на катоде серебра, если выход серебра составил 90% от теоретически возможного, а выход кислорода – количественный.

Решение

Vпр (О2)=13,44л

(О2) = 100%

(Ag) = 90%

m ( Ag) - ?

раствор

AgNO₃ = Ag²⁺+NO₃^–

(H₂O)

на катоде : Ag⁺, H₂O(H⁺)

нааноде: NO₃^–, H₂O

4 4 2 Ag²⁺ + 1 Ag⁰ NO₃^{— 1}4 2H₂O- 4 O₂⁰+4H⁺

4Ag⁺ + 2H₂O4Ag⁰ + O₂⁰ + 4H⁺

+4NO₃^— +4NO₃^—

=90% =100%

ίmпр=? Vпр = 13,44л

4AgNO₃+2H₂O = 4Ag↓ + O₂↑+ 4HNO₃

М=108 г/моль Vm=22,4 л/моль

4 моль 1 моль

1)

_т(O₂) = _пр(O₂) =

2)

4 - 0,6моль = 2,4моль

3) m_Т (Ag) = 2,4 моль - 108 г/моль = 259,2г; m_пр (Ag) = m_Т (Ag) -

(Ag)

4) m_пр (Ag) = 259,2г - 0,9 = 233,3г

Ответ: m_пр (Ag) = 233,3г

Задача №3

При электролизе водного раствора хлорида цинка на катоде выделился цинк массой 68,25г, а на аноде – хлор объемом 28,22л (н.у.). Определите выход цинка, если выход хлора составил 90% от теоретически возможного.

Решение

mпр (Zn)=68,25г

Vпр (Cl2)=28,22л

(Cl2) = 90%

(Zn) - ?

раствор

ZnCl₂ = Zn²⁺+2Cl^–

1 2 2 Zn²⁺ + 2 Zn⁰

1 2 2Cl^— - 2 Cl₂⁰

Zn²⁺ + 2Cl^—Zn⁰+Cl₂ ⁰

(H₂O)

на катоде : Zn²⁺, H₂O

на аноде : Cl^–, H₂O

₌ ?

m_пр=68,25г

=90%, V_пр=28,22л

ZnCl₂ = Zn↓ + Cl₂↑

(HO2 ) М=65 г/моль Vm=22,4 л/моль

1 моль 1 моль

1)

(Zn) = ; 2) m_Т(Zn) = (Zn) -M(Zn);

3)

; _Т(Zn) = _Т(Cl₂)

4)

; 5)

6)

(Cl₂) = ; 7) m_Т(Zn) = 1,4моль - 65 г/моль = 91г

8)

(Zn) =

Ответ:

У(Zn) = 0,75 (75%)

Задача №4. Определите массу медного купороса, помещенного в электролизёр, если при электролизе его водного раствора выделился кислород объемом 5,71 (н.у.), выход которого ставил 85% от теоретически возможного.

Решение

Vпр(O2)=5.71л

(н.у.)

(О2) = 85%

m(CuSO45H2O) -?

раствор

CuSO₄ = Cu²⁺+ SO₄^2–

2 4 2 Cu²⁺ + 2 Cu⁰

1 4 2H₂O - 4 O₂⁰ ₊ 4H⁺

2Cu²⁺ + 2H₂O 2Cu⁰ + O₂⁰ + 4H⁺

+2SO₄^2- +2SO₄^2–

(H₂O)

на катоде : Cu²⁺, H₂O

на аноде : SO₄^–, H₂O

m₌ ?

M= (CuSO₄-5H₂O) = 250г/моль

2CuSO₄ + 2H₂O = 2Сu↓ + O₂↑ + 2H₂ SO₄

М=160 г/моль Vm=22,4 л/моль

2 моль 1 моль

1) m(CuSO₄-5H₂O) =

(CuSO₄- 5H₂O) -M(CuSO₄-5H₂O)

2)

(CuSO₄- 5H₂O) = (CuSO₄)

3)

;

4)

5)

6)

7)

(CuSO₄) = 0,3 моль - 2 = 0,6 моль = (CuSO₄ -5H₂O)