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-?
Cu Cl2 = Cu↓ + Cl2↑
раствор М=64 г/моль Vm=22,4 л/моль
1 моль 1 моль
1) V(Cl2) = (Cl2) Ÿ Vm
2) ,
V (Cl2) = 0,198 моль Ÿ 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+)
на аноде : NO3 –, H2O
4 4 2 Ag2+ + 1 Ag0 NO3— 1 4 2H2O - 4 O20+4H+
4Ag+ + 2H2O 4Ag0 + O20 + 4H+
+4NO3— +4NO3—
=90% =100%
ί mпр=? 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 Ÿ 0,6моль = 2,4моль
3) mТ (Ag) = 2,4 моль Ÿ 108 г/моль = 259,2г; mпр (Ag) = mТ (Ag) Ÿ (Ag)
4) mпр (Ag) = 259,2г Ÿ 0,9 = 233,3г
Ответ: mпр (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
= ?
mпр=68,25г =90%, Vпр=28,22л
ZnCl2 = Zn↓ + Cl2↑
(HO2 ) М=65 г/моль Vm=22,4 л/моль
1 моль 1 моль
1) (Zn) = ; 2) mТ(Zn) = (Zn) Ÿ M(Zn);
3) ; Т(Zn) = Т(Cl2)
4) ; 5)
6) (Cl2) = ; 7) mТ(Zn) = 1,4моль Ÿ 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(CuSO45H2O) -?
раствор
CuSO4 = Cu2++ SO42–
2 4 2 Cu2+ + 2 Cu0
1 4 2H2O - 4 O20 + 4H+
2Cu2+ + 2H2O 2Cu0 + O20 + 4H+
+2SO42- + 2SO42–
(H2O)
на катоде : Cu2+, H2O
на аноде : SO4–, H2O
m = ?
M = (CuSO4 Ÿ5H2O) = 250г/моль
2CuSO4 + 2H2O = 2Сu↓ + O2↑ + 2H2 SO4
М=160 г/моль Vm=22,4 л/моль
2 моль 1 моль
1) m(CuSO4 Ÿ5H2O) = (CuSO4 Ÿ 5H2O) Ÿ M(CuSO4 Ÿ5H2O)
2) (CuSO4 Ÿ 5H2O) = (CuSO4)
3) ;
4)
5)
6)
7) (CuSO4) = 0,3 моль Ÿ 2 = 0,6 моль = (CuSO4 Ÿ5H2O)
8) m(CuSO4 Ÿ5H2O) = 0,6 моль Ÿ 250 г/моль = 150г
Ответ: m(CuSO4 Ÿ5H2O) = 150г.
Задача № 5
Через электролизер, содержащий раствор гидроксида калия объемом 300мл с массовой долей вещества 22,4% (плотность 1,2 г/мл), пропустили электрический ток. ............
