«Окислительно-восстановительные процессы» (стр. 8 )

Попытайтесь объяснить различную интенсивность выделения водорода, учитывая, что цинк с медью образую микрогальванопару – микрогальванический элемент. В каком направлении движутся электроны в паре цинк/медь? Какой металл будет иметь отрицательный заряд, и являться катодом для ионов водорода?

3. Электролиз водных растворов с нерастворимым анодом

а) Электролиз иодида калия.

Приготовьте в отдельной пробирке 10-15 мл раствора иодида калия с добавлением 5-6 капель фенолфталеина и крахмального клейстера. Приготовленный раствор перелить в электролизер. В оба колена электролизера опустить графитовые электроды и подключить прибор к источнику тока.

 

Схема электролизера

с графитовыми электродами

Почему на катоде не выделяется металлический калий? Какие ионы в прикатодном пространстве обусловили окрашивание раствора? Что произошло с иодид-ионами  на аноде? Чем объясняется синее окрашивание раствора в прианодном пространстве?

Написать уравнения катодного и анодного процессов.

б) Электролиз раствора сульфата натрия.

В отдельной пробирке смешать раствор сульфата натрия и нейтральный раствор лакмуса, вылить его в электролизер, опустить инертные электроды и подключить прибор к источнику тока. В обоих коленах электролизера выделяется газ и изменяется окраска раствора.

Какие ионы окрашивают лакмус в прикатодном  и прианодном пространстве? Какой газ выделяется на катоде? Какой газ выделяется на аноде?

Написать уравнения катодного и анодного процессов, протекающих при электролизе водного раствора сульфата натрия.

4. Электролиз водных растворов с растворимым анодом

Обоснуйте состав продуктов при электролизе раствора серной кислоты на медном аноде. Составьте уравнения катодных и анодных процессов, суммарное уравнение. В большой стакан  налейте 1М раствор серной кислоты и закройте его крышкой с закрепленными в ней графитовым и медным электродами. Подсоедините электроды к внешнему источнику постоянного тока так, чтобы медный электрод поляризовался анодно.

Включите питание, подайте напряжение на электроды. Что наблюдается? Почему на графитовом электроде водород и медь выделяются одновременно?

После окончания опыта графитовый электрод погрузите в 10%‑ный раствор азотной кислоты (зачем?), после чего промойте водой.

Какое практическое значение может иметь такой вид электролиза?

Проектное задание к модулю 2

1.В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи гальванических элементов: а) Mg│Mg2+║Pb2+│Pb; б) Pb│Pb2+║Cu2+│Cu, если все растворы электролитов одномолярные? Какой металл будет растворяться в каждом случае?

2.Составить схемы электролиза водного раствора хлорида цинка, если: а) анод инертный; б) анод цинковый.

Тест рубежного контроля к модулю 2

1. Анодом называется
а) электрод, на котором протекает процесс окисления	б) положительно заряженный электрод при электролизе
в) отрицательно заряженный электрод в гальваническом элементе	г) электрод, на котором идет процесс восстановления
2.  Гальванический элемент – это устройство, в котором:
а) за счет протекания химической реакции идет процесс окисления	б) за счет электрического тока протекает химическая реакция
в) в котором за счет протекания химической реакции идет процесс восстановления	г) химический источник электрического тока
3. Составить схему гальванического элемента, где никель является отрицательным электродом
а) Ag |Ag+ || Ni2+ | Ni	б) Ni | Ni2+ || Ag+ |Ag
в) Ni2+ | Ni || Ag |Ag+	г) Ni | Ni2+ || Al 3+ |Al
4. Электродвижущая сила гальванического элемента -
а) разность потенциалов положительного и отрицательного электродов гальванич. элемента	б) максимальное напряжение в гальв. элементе за счет протекания химической реакции
в) разность потенциалов анода и катода	г) разность потенциалов катода и анода
5. Натрий можно получить при  электролизе -
а) раствора Na2SO4	б) расплава NaCl
в) раствора NaI	г) раствора NaCl
6. Между какими веществами произойдет химическая реакция
а) Fe + К2SO4	б) Fe + CuSO4
в) Al + NiCl2	г) Al + CaCl2

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Относительная электрооотрицательность

некоторых элементов (по Полингу)

I	II	III	IV	V	VI	VII
H  2,1
Li  0,98	Be  1,5	B  2,0	C  2,5	N  3,07	O  3,5	F  4,0
Na  0,93	Mg  1,2	Al  1,6	Si  1,9	P  2,2	S  2,6	Cl  3,0
K  0,91	Ca  1,0	Sc  1,3	Ti  1,5	V  1,6	Cr  1,6	Mn  1,5
Cu  1,9	Zn  1,6	Ga  1,8	Ge  1,8	As  2,1	Se  2,5	Br  2,8
Rb  0,89	Sr  0,99	Y  1,3	Zr  1,4	Nb  1,6	Mo  1,8	Tc  1,9
Ag  1,9	Cd  1,7	In  1,5	Sn  1,8	Sb  1,9	Te  2,1	I  2,6
Cs  0,7	Ba  0,9	La  1.0	Hf  1,3	Ta  1,5	W  1,7	Re  1,9

Приложение 2  Стандартные электродные потенциалы (Ео)

в водных растворах при 25оС

элемент	Электродный процесс	Ео, В
Li	Li+ + 1 е - ↔ Li	- 3,04
K	K+ + 1 е - ↔ K	- 2,92
Ba	Ba2+ + 2 е - ↔ Ba	- 2,90
Ca	Ca2+  + 2 е - ↔ Ca	- 2,87
Na	Na+ + 1 е - ↔ Na	- 2,71
Mg	Mg2+ + 2 е - ↔ Mg	- 2,36
Al	Al3+ + 3 е - ↔ Al	- 1,66
Н	2Н2О + 2 е - ↔ Н2 + 2ОН– (щелоч. среда)	- 0,828
Zn	Zn2+ + 2 е - ↔ Zn	- 0,76
Cr	Cr3+  + 3 е - ↔ Cr	- 0,74
Fe	Fe2+ + 2 е - ↔ Fe	- 0,44
Н	2Н2О + 2 е - ↔ Н2 + 2ОН– (нейтр. среда)	- 0,41
Fe	Fe3+ + 1 е - ↔ Fe2+	+ 0,77
Co	Co2+  + 2 е - ↔ Co	- 0,28
Sn	Sn2+ + 32е - ↔ Sn	- 0,14
Pb	Pb2+ + 2 е - ↔ Pb	- 0,13
Н	2Н+  +2 е  ↔ Н2	0,00
S	SO42– +2Н+  +2 е  ↔ SO32– + Н2О	+0,17
Bi	Bi3+  + 3 е - ↔ Bi	+ 0,21
Cu	Cu2+ + 2 е - ↔ Cu	+ 0,34
О	О2 + 2Н2О + 4 е - ↔ 4ОН–	+ 0,401
I	I2 + 2 е - ↔ 2I–	+0,53
Mn	MnO4–  + 1е - ↔ MnO42–	+0,56
Mn	MnO4– + 2Н2О + 3е - ↔ MnO2 + 4ОН–	+0,60
Ag	Ag+ + е - ↔Ag	+ 0,80
Hg	Hg2+ + 2 е - ↔ Hg	+ 0,85
О	О2 + 4Н+ + 4 е - ↔ 2Н2О	+ 1,23
Cr	Cr2O72– + 14H+ + 6 е - ↔ 2Cr3+ + 7Н2О	+1,33
Pb	PbO2 + 4Н+ + 2 е - ↔ Pb2+ + 2Н2О	+1,46
Au	Au3+ + 3 е - ↔ Au	+1,50
Mn	MnO4– + 8Н+ + 5 е - ↔ Mn2+ + 4Н2О	+1.51
О	S2O82– + 2 е - ↔ 2SO42–	+2,01
F	F2 + 2 е - ↔ 2F–	+2,87

Рекомендуемая литература

Угай и неорганическая химия. М.: Высш. шк., 2004. Ахметов и неорганическая химия. М.: Высш. шк., 2003. , Дракин и неорганическая химия. М.: Химия, 1994. Неорганическая химия. В 3-х томах. П/ред. М.: Академия; Т.1-2004

5. «Задачи и упражнения по общей химии». М.: «Интеграл-Пресс», 2004.