Меню

Электролиз раствора хлорида меди ii опыт

Урок 28. Электролиз раствора CuCl2

Химия. Онлайн учебник → Электролиз раствора CuCl2

Медь в ряде активности металлов размещена после водорода, поэтому возле катода будет происходит разряжение ионов Cu 2+ и выделение металлической меди. Возле анода будут разряжаться хлорид-ионы.

Схема электролиза раствора хлорида меди (II)

CuCl2 Cu 2+ + 2Cl —
I |
K A
K: Cu 2+ + 2e = Cu(0) A: 2Cl — — 2e = 2Cl(0)
2Cl(0) = Cl2(0)

Электролиз применяется в металлургийной и химической промышленности, а также в гальванотехнике.

В металлургийной промышленности электролизом расплавленных соединений и водных растворов добывают металлы, а также проводят электролитическое рафинирование — очищение металлов от вредных примесей и извлечение ценных компонентов. Электролитическим способом рафинируют медь, никель, свинец, олово, серебро, золото.

К гальванотехнике относятся:

1) гальваностегия — нанесение при помощи электролиза на поверхности металлических изделий шаров других металлов для защиты этих изделий от коррозии, увеличения их твердости, а также в декоративных целях.

2) гальванопластика — процессы изготовления точных металлических копий с рельефных предметов электроосаждением металла.

Источник

Электролиз раствора хлорида меди ii опыт

§ 13. Электролиз

Восстановить химический элемент — это значит доставить его атомам или ионам электроны. Окислить элемент — это значит отщепить от его атомов или ионов электроны. То и другое можно осуществить не только при помощи обычных химических реакций, но и действием электрического тока. Нальем в U-образную трубку (рис. 5) раствор хлорида меди (II), погрузим в каждое колено угольный электрод и присоединим оба электрода проводами к аккумулятору. Электрод, служивший катодом, будет покрываться слой за слоем красной металлической медью, а на аноде будет выделяться свободный хлор, обнаруживаемый по запаху. При действии электрического тока происходит химическая реакция — хлорид меди (II) разлагается на медь и хлор:


Рис. 5. Прибор для электролиза

Рассмотрим, что при этом происходит с точки зрения электронной теории. Аккумулятор, действуя наподобие «электронного насоса», как бы перекачивает электроны из одного электрода в другой. Электрод, из которого электроны «выкачиваются», заряжается положительно и становится анодом; электрод, в который электроны «накачиваются», заряжается отрицательно и становится катодом.

Хлорид меди (II) в растворе диссоциирован на ионы меди и ионы хлора:

Беспорядочное движение ионов при включении тока становится направленным. Положительно заряженные ионы меди направляются к отрицательно заряженному электроду — катоду, а отрицательно заряженные ионы хлора — к положительно заряженному — аноду. Достигнув катода, ионы меди захватывают от него электроны, т. е. восстанавливаются, превращаясь в электронейтральные атомы меди:

Читайте также:  Как отделить медь от оксида

На поверхности катода отлагается металлическая медь. (То же самое, очевидно, будет происходить на катоде при замене в растворе хлорида меди (II) любой другой растворимой солью меди.) Анионы хлора, достигнув анода, наоборот, отдают по одному электрону, т. е. окисляются и тоже превращаются из ионов в электронейтральные атомы, которые, соединяясь попарно, образуют молекулы свободного хлора:

(Очевидно, что то же самое будет происходить на аноде, если в растворе хлорид меди (II) заменить любым другим растворимым хлоридом.)

Если теперь просуммировать левые и правые части уравнений 2, 3, и 4, то получим приведенное выше итоговое уравнение 1 (проверьте!).

Окислительно-восстановительные реакции под действием электрического тока называются электролизом. Прохождение электрического тока через растворы или расплавы электролитов всегда сопровождается электролизом: на катоде происходит восстановление, на аноде — окисление.

Подвергнем теперь электролизу в той же U-образной трубке вместо раствора хлорида меди (II) раствор иодида калия, добавив в одно колено трубки, куда будет погружен катод, раствор фенолфталеина, а в другое, куда будет погружен анод, раствор крахмала. По включении тока отрицательный электрод — катод — покроется пузырьками газа — это водород. Раствор вблизи катода окрасится в малиновый цвет: в нем появилась щелочь, очевидно, едкое кали КОН. А около анода раствор окрасится в синий цвет, значит, здесь выделился свободный иод. Таким образом, при электролизе водного раствора иодида калия мы получаем три продукта: на катоде водород и едкое кали, на аноде — свободный иод.

Почему же в этом случае, в отличие от электролиза раствора хлорида меди (II), на катоде выделяется не металл (калий), а водород?

Иодид калия диссоциирует на ионы калия К + и ионы иода I — :

Диссоциирует на ионы, хотя и в ничтожной степени и вода:

Поэтому в растворе присутствуют четыре вида ионов: катионы калия К + и водорода Н + и анионы иода I — и гидроксила ОН — . В проведении тока раствором участвуют все содержащиеся в нем ионы, но главным образом, те, концентрация которых велика: в нашем случае ионы калия и иода. Разряжаются же на электродах те ионы, разрядка которых требует меньшей затраты энергии, хотя бы концентрация их в растворе была мала. Ионы иода легче отдают электроны, чем ионы гидроксила. Поэтому на аноде отдают электроны, т. е. окисляются, ионы иода:

Читайте также:  Взаимодействие меди с концентрированными кислотами

Принимают же электроны легче ионы водорода, чем ионы калия. Поэтому ионы калия, направляющиеся при электролизе к катоду, будут скапливаться у катода, но разряжаться на нем не будут. Захватывать электроны, т. е. восстанавливаться, будут ионы водорода:

Соединяясь попарно, атомы водорода образуют молекулы Н2.

Концентрация ионов водорода в нашем растворе очень мала. Но их убыль у катода в результате разрядки тотчас восполняется расщеплением новых и новых молекул воды на ионы Н + и ОН — , вследствие чего разрядка ионов Н + на катоде идет безостановочно. Одновременно вблизи катода происходит накопление ионов гидроксила.

Суммарно электролиз водного раствора иодида калия можно выразить уравнением:

При электролизе водных растворов бескислородных кислот и их солей (кроме НF) на аноде окисляются ионы кислотного остатка, а при электролизе водных растворов высших кислородных кислот и их солей ионы гидроксида.

Из изложенного можно сделать следующие выводы. Электролизу подвергаются только электролиты. Образующим их ионам предварительно должна быть обеспечена свободная подвижность. Это достигается двумя способами: электролит должен быть либо растворен в воде, либо расплавлен.

Электролиз растворов электролитов проводить легче, чем электролиз их расплавов, так как электролиты — соли и щелочи — плавятся при очень высоких температурах. Но не всякий элемент может быть получен в свободном состоянии электролизом водных растворов его соединений. Очевидно, что таким путем нельзя получить, например, щелочные металлы. В таких случаях прибегают к электролизу расплавов.

  1. Разберите, из каких процессов слагается электролиз водных растворов: а) иодистоводородной кислоты, б) хлорида калия.
  2. В раствор хлорида никеля (II) NiCl2 погрузили стальное изделие и угольный стержень. Изделие присоединили проводником к отрицательному полюсу аккумулятора, а стержень — к положительному. Изделие покрылось слоем никеля. Разберите, из каких процессов слагается электролиз. Каков его практический результат?
  3. Посредством электролиза водного раствора хлорида натрия в промышленности получаются три ценных продукта. Какие именно? (Составьте схему электролиза по примеру схемы для иодида калия.)

Источник

Химик.ПРО – решение задач по химии бесплатно

При электролизе раствора хлорида меди (II) (CuCl2) на аноде выделилось 560 мл газа (условия нормальные). Найдите массу меди, выделившейся на катоде.

По условию задачи протекает электролиз раствора хлорида меди (CuCl2). Рассмотрим механизм электролиза раствора хлорида меди (CuCl2), учитывая, что раствор соли хлорида меди (CuCl2), образован малоактивным металлом (Cu) и бескислородным кислотным остатком (Cl — ).

Читайте также:  Написать уравнение электролиза расплава хлорида меди

Запишем уравнение диссоциации электролита:

Процесс, протекающий на катоде (-) при электролизе раствора хлорида меди (CuCl2):

Процесс, протекающий на аноде (+) при электролизе раствора хлорида меди (CuCl2):

Запишем ионно-молекулярное уравнение электролиза раствора хлорида меди (CuCl2):

На основании ионно-молекулярное уравнения составим молекулярное уравнение электролиза раствора хлорида меди (CuCl2):

Электролиз – окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита и сопровождающийся разложением расплавленного или растворенного вещества или воды.

Найдем химическое количество газа (хлора), который выделился на аноде при электролизе. Для этого будем использовать формулу нахождения химического количества вещества через объем:

По уравнению реакции электролиза раствора хлорида меди (CuCl2) найдем, сколько меди (Cu) (в молях) выделилось на катоде:

Учитывая, что молярная масса меди (Cu) равна 63,5 г/моль, вычислим массу меди (Cu), выделившейся на катоде, по формуле, устанавливающей связь между массой и количеством вещества:

m (Cu) = 0,025 моль ∙ 63,5 г/моль = 1,588 (г).

Ответ: масса меди = 1,588 грамм.

Источник

Электролиз раствора хлорида меди ii опыт

При проведении электролиза 360 г 18,75%-го раствора хлорида меди(II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 4,48 л газа (н.у.). Из полученного раствора отобрали порцию массой 22,2 г. Вычислите массу 20%-го раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Hайдём массу и количество вещества исходного хлорида меди(II):

Запишем уравнение электролиза водного раствора хлорида меди(II):

(1)

Hайдём характеристики раствора после электролиза:

Hайдём количество вещества хлорида меди(II) в отобранной порции:

Запишем уравнение взаимодействия растворов хлорида меди(II) и гидроксида натрия:

(2)

Ответ:

Критерии оценивания выполнения задания Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:

• правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;

• правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания;

• продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты;

• в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина

Источник

Adblock
detector