Какие процессы протекают на электродах при электролизе солей серной кислоты

Задача 711. 
При электролизе водного раствора сульфата никеля (II) на аноде протекает процесс: 2H2O → O2 + 4H+ + 2электрон. Из какого материала сделан анод: а) из никеля; б) из меди; в) из золота?
Решение:
Стандартный электродный потенциал электрохимической системы Ni → Ni2+ + 2электрон (-0,126В) положительнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41В) незначительно. Поэтому на катоде будет выделяться никель:

Ni2+ + 2электрон = Ni0.

Так как на аноде протекает процесс:  2H2 O2 + 4H+ + 2электрон, то материалом анода служит золото, потому что потенциал окисления воды (+1,228В) выше, чем потенциал окисления никеля (-0,250В) и меди (+0,337В), но несколько ниже, чем для окисления золота (+1,498В).

Ответ: в).


Задача 712.
При электролизе водного раствора сульфата калия значение рН раствора в приэлектродном пространстве возросло. К какому полюсу источника тока присоединен электрод: а) к положительному; б) к отрицательному? 
Решение:
Поскольку калий в ряду напряжений стоит значительно раньше водорода, то у катода будет происходить выделение водорода и накопление ионов  OH-, что приводит к повышению рН раствора. У анода будет идти выделение кислорода и накопление ионов H+, что способствует понижению рН раствора. В то же время в катодное пространство будут приходить ионы К+, а в анодное – ионы  SO42-. Таким образом, раствор во всех его частях будет оставаться электронейтральным. Однако в катодном пространстве будет накапливаться щёлочь, а в анодном – кислота. Поэтому электрод присоединён к отрицательному полюсу источника тока, т.е. является катодом, на котором протекает восстановление воды: 

Ответ: б)


Задача 713.
При электролизе водного раствора соли значение рН в приэлектродном пространстве одного из электродов возросло. Раствор какой соли подвергся электролизу: а) КСI; б) СuCl2; в) Сu(NO3)2?
Решение:
Стандартные электродные потенциалы систем  K → K+ + 1электрон и  Cu → Cu2+ + 2электрон соответственно равны -2,924В и 0,337В, то в случае соли KCl у катода будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением газообразного водорода и ионов  OH-, придающих раствору щелочную среду, что и будет приводить к повышению значения рН:

2H2O + 2электрон = H2↑ + 2OH-

В случае электролиза солей СuCl2 и Сu(NO3)2, на катоде будет происходить электрохимическое восстановление ионов меди:

Cu2+ + 2электрон = Cu0.

Поэтому при электролизе солей малоактивного металла – меди рН раствора в приэлектродном пространстве не будет повышаться.

Ответ: а). 


Задача 714.
При электролизе водного раствора NaOН на аноде выделилось 2,8 л кислорода (условия нормальные). Сколько водорода выделилось на катоде: а) 2,8 л; б) 5,6 л; в) 11,2 л; г) 22,4 л?
Решение:
При электролизе раствора едкого натра на электродах выделяется: водород (катод) и кислород (анод). Электрохимические процессы на электродах при электролизе NaOH:
катодный процесс: 2H2O + 2электрон  = H2↑+ 2OH-;
анодный процесс: 4OH- - 4электрон  = O2 + 2H2O.

Умножив, уравнение катодного процесса на два и сложив его с уравнением анодного процесса, получим суммарное уравнение процесса:

2H2O = 2H2↑  +  O2↑ 
           катод       анод

Из суммарного уравнения электролиза NaOH вытекает, что при электролизе щёлочи выделяется в два раза большее количество водорода, чем кислорода. Поэтому,  если на аноде выделилось 2,8 л кислород, то на катоде в два раза больше выделится водорода: 2,8 . 2 = 5,6 л.

Ответ: б).


Задача 715.
При электролизе раствора CuCl2 масса катода увеличилась на 3,2 г. Что произошло при этом на медном аноде: а) выделилось 0,112 л С12 б) выделилось 0,56 л О2; в) перешло в раствор 0,1 моля Сu2+; г) перешло в раствор 0,05
моля Cu2+?
Решение:
При электролизе раствора CuCl2 с медным анодом, последний будет окисляться в ходе электролиза, переходить в раствор в виде катионов Cu2+ и «переосаждаться» на катоде. Следовательно, будет наблюдаться перенос меди с анода на катод. Таким образом, если масса катода увеличилась на 3,2 г, то на аноде такое же количество меди перешло в раствор.

Рассчитаем количество меди:   уравнение Фарадея

Ответ: г).