Журнал лабораторных работ по курсу “Химия” для студентов, потоков ИАБ-1, ИДБ-1, ИМБ-1, ИРС - 1, ИСБ-1, ИХБ-1 (стр. 13 )

ЭЛЕКТРОЛИЗ

Дата:_____________________________________________________

Цель работы: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Краткая теория:

Запишите

Электролиз (определение). _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Процессы, проходящие на катоде (отрицательно заряженном электроде). ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________

Процессы, проходящие на аноде (положительно заряженном электроде). _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________

Законы Фарадея (формулировка, математическое выражение):

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Выход по току  (математическое выражение)

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Порядок работы. 

Опыт 1 (демонстрационный)

Электролиз раствора иодида калия

Запишите уравнения реакции и процессы, проходящие на катоде и аноде лабораторного электролизера. Запишите наблюдения.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Опыт 2(демонстрационный)

Электролиз раствора хлорида олова

Запишите уравнения реакции и процессы, проходящие на катоде и аноде лабораторного электролизера. Запишите наблюдения.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 3. Электролиз растрора сульфата меди

1. Зачистите наждачной бумагой медный электрод ( катод) и взвесьте его с точностью до 0,01 г.

Масса катода до электролиза m1 = ....

2. Присоедините медные электроды к источнику постоянного тока (электрод с известной массой - к катоду), опустите электроды в стакан с раствором сульфата меди.

3. Включите секундомер одновременно с источником тока. Установите и поддерживайте силу тока в течение всего времени электролиза (время электролиза указывает преподаватель).

Сила тока I = ......

  Время электролиза t = ....

4. По окончании электролиза отключите источник тока, отсоедините катод, промойте его в ацетоне и высушите в токе теплого воздуха, держа в 30-40 см над газовой горелкой.

5. Охладите катод до комнатной температуры и определите его массу  после электролиза.

Масса катода после электролиза m2 = .... 

Практический (экспериментальный) выход меди mпракт.= ....

Рассчитайте теоретический выход меди и выход по току.

теоретический выход меди (рассчитывается по формуле закона Фарадея)  mтеор. = ....

  в) выход по току h = .... 

  Типовые задачи.

Написать уравнения реакций, протекающих при электролизе расплавов следующих электролитов с инертным анодом: а) CuCl2; б) K2S; в) NaOH; г) AlF3. Написать уравнения реакций, протекающих при электролизе растворов следующих электролитов: а) CuSO4, анод инертный; б) NiCl2, анод Au; в) Na2SO4, анод C; г) AgNO3, анод Cu; д) KCl, анод Al. В каком порядке будет проходить восстановление ионов на катоде при электролизе водного раствора, содержащего смесь нитратов серебра, никеля и натрия? Какое количество  электричества  потребуется  для выделения из раствора: а) 2 г водорода; б) 2,25 л кислорода (н. у.) ? Какой объем кислорода (условия нормальные) выделится при пропускании тока силой 6 А в течение 30 мин. через водный раствор гидроксида калия? Сколько времени потребуется для полного разложения 2 моль воды током силой 2 А? При электролизе водного раствора NaOH на аноде выделилось 2,8 л кислорода (н. у.). Какой объем водорода, измеренный в тех же условиях, выделится на катоде? За 10 мин. Из раствора хлорида платины ток силой 5 А выделил 1,517 г металла. Вычислить молярную массу эквивалента платины и установить состав соли. При  прохождении через раствор соли трехвалентного металла тока силой 1,5 А в течение 30 мин. на катоде выделилось 1,071 г металла. Вычислить молярную массу металла. При электролизе раствора нитрата серебра током силой 7,0 А в течение 8,5 мин. масса катода увеличилась на 2,59 г. Найти выход по току.

Занятие № 15. СЕМИНАР 3

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОХИМИИ. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Типовые задачи.

Какой из металлов будет растворяться при работе гальванического элемента Cu | Cu2+ || Ag+ | Ag  при концентрации электролитов, равных 1 моль/л? Какой из металлов будет растворяться при работе гальванического элемента Zn | Zn2+ || Al3+ | Al  при концентрации электролитов, равных 1 моль/л? Какой из металлов будет служить анодом при работе гальванического элемента Ni | Ni2+ || Fe2+ | Fe  при концентрации электролитов, равных 1 моль/л? Какой из металлов будет служить анодом при работе гальванического элемента Mg | Mg2+ || Zn2+ | Zn  при концентрации электролитов, равных 1 моль/л? В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи при работе гальванического элемента Ni | Ni2+ || Al3+ | Al  при концентрации электролитов, равных 1 моль/л? В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи при работе гальванического элемента Hg | Hg2+ || Ag+ | Ag  при концентрации электролитов, равных 1 моль/л? Вычислить ЭДС стандартного медно-никелевого элемента. Вычислить ЭДС стандартного хромово-алюминиевого элемента. Вычислить потенциал цинкового электрода, опущенного в раствор сульфата цинка с концентрацией 0,01 моль/л. Вычислить потенциал ртутного электрода, опущенного в раствор нитрата ртути (II) с концентрацией 0,001 моль/л. Вычислить потенциал водородного электрода при рН = 5. Вычислить потенциал водородного электрода при рН = 12. Найти ЭДС гальванического элемента, состоящего из меди, опущенной в 0,01 М раствор сульфата меди, и цинка, опущенного в 0,1 М раствор сульфата цинка. Найти ЭДС гальванического элемента, состоящего из серебра, опущенного в 0,01 М раствор нитрата серебра, и алюминия, опущенного в 0,001 М раствор нитрата алюминия. Найти ЭДС гальванического элемента, состоящего из двух водородных электродов, опущенных в растворы с рН = 2 и рН = 10. Гальванический элемент составлен из стандартного цинкового электрода и хромового электрода, погруженного в раствор нитрата хрома (III). При какой концентрации ионов Cr3+ ЭДС этого элемента будет равна нулю?

Занятие № 16. коллоквиум №3