Question

электролиз водного раствора на нерастворимом аноде CuSO4 с пояснением, откуда взялся коэффициент 2 перед в медью и солью в итоговом уравнении.

Answer 1

Объяснение:

2CuSO4 + 2H2O ⟶ 2Cu + O2↑ + 2H2SO4

К(-): Cu2+ + 2ē ⟶ Cu⁰

А(+): 2H2O - 4ē ⟶ O2 + 4H+

К(-): Cu2+ + 2ē ⟶ Cu⁰. |2|

А(+): 2H2O - 4ē ⟶ O2 + 4H+ |1|

Суммарное:

2Сu2+ + 2H2O = 2Cu⁰ + O2⁰ + 4H+

Answer 2

Электролиз водного раствора медного(II) сульфата (CuSO4) на нерастворимом аноде (анод, не растворяющийся в растворе) может привести к следующей реакции:

2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e-

Это окислительно-восстановительная реакция, где вода (H2O) окисляется до молекул кислорода (O2), а водные ионы водорода (H+) превращаются в отдельные протоны (H+) и электроны (e-).

В данном случае, реакция электролиза водного раствора CuSO4 происходит на нерастворимом аноде, который, скажем, может быть выполнен из платины (Pt). На аноде происходит окисление ионов Cu2+:

Cu2+(aq) → Cu2+(aq) + 2e-

Заметим, что ионы меди (Cu2+) не участвуют в основной реакции электролиза, так как реагент CuSO4 уже содержит ионы меди. Однако, чтобы сохранить электрическую нейтральность раствора, необходимо представить эти ионы на бумаге, хоть их участие в реакции фактически отсутствует. Поэтому мы можем записать:

Cu2+(aq) → Cu2+(aq) + 2e-

Итоговое уравнение электролиза водного раствора CuSO4 на нерастворимом аноде может быть записано следующим образом:

2H2O(l) + Cu2+(aq) → O2(g) + 4H+(aq) + Cu(s)

Обратите внимание, что коэффициент 2 перед Cu(s) указывает на то, что в реакции образуется 1 моль меди (Cu), при этом требуется 2 моля электронов для окисления одной моли ионов меди (Cu2+). Это связано с электрохимическими пропорциями и законами сохранения заряда.