Записать уравнения процесса электролиза, которые протекают при электролизе растворов электролитов, определить продукты электролиза. Рассчитать массу металлов и объем газов (при нормальных условиях), выделяющихся на электродах.
Дано: CuCl₂ (раствор) – электролит, сила тока – 10 А, время 2 часа.

Решение задачи

Рассмотрим процесс электролиза раствора хлорида меди (CuCl₂), учитывая, что раствор соли хлорида меди (CuCl₂), образован малоактивным металлом (Cu) и бескислородным кислотным остатком (Cl^—).

Запишем уравнение диссоциации электролита:

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

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

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

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

Итак, в ходе электролиза раствора нитрата серебра на инертных электродах будут выделяться медь (на катоде) и хлор (на аноде).

Найдем массу меди, полученной на катоде согласно закону Фарадея. Закон Фарадея выражается следующей формулой:

Где:

m — масса образовавшегося на электродах или подвергшегося превращению вещества, г;

Мэ — его эквивалентная масса, г/ моль;

I — сила тока, А (ампер);

t — время, с;

F — число Фарадея (96500 Кл/моль), т.е. количество электричества, необходимое для осуществления электрохимического превращения одного эквивалента вещества.

Учитывая, что 2 часа – это 7 200 секунд и то, что эквивалентная масса ионов меди (Cu²⁺) равна 31,77 г/моль (смотри таблицу Менделеева), получаем:

m (Cu) = 31,77 ⋅ 10 ⋅ 7200 /96500 = 23,7 (г).

II закон Фарадея. При прохождении одинакового количества электричества через растворы (расплавы) различных электролитов массы (объемы) выделяющихся веществ пропорциональны их эквивалентным массам (объемам).

Получаем:

Откуда:

Так как масса меди равна 23,7 г; V_э(Cl₂) = 11,2 л/моль; Э (Сu) = M (Cu) / n  = 63,55 /2 = 31,77 г/моль (n  -количество электронов, принимающих участие в анодном процессе).

V (Cl₂) = 23,7 ⋅ 11,2 /31,77 = 8,36 (л)

Ответ:

масса серебра 23,7 грамма,

объем кислорода 8,36 литра.