Question

Составьте электронные уравнения процессов, протекающих на графитовых электродах при электролизе водного раствора электролита. Вычислите массу веществ (для газов – объем пpи н.у.), образующихся на электродах (если на катоде обpазуются два вещества, то пpи pасчете считайте, что выделяется только металл). Вещество - AlCl3 Время - 2 ч 10 мин Сила тока - 3 А

Answer 1

Ответ:

На аноде:

2Cl- -2e- = Cl2,

на катоде:

2H2O +2e- = H2 + 2OH-,

ур-е электролиза:

2AlCl3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3Cl2 + 3H2;

при прохождении 96485 Кл электричества через р-р на электродах выделяются эквивалентные V H2 (z = 2) и Cl2 (z = 2) равные соотв. 22.4/z = 22.4/2 = 11.2 л/моль;

при прохождении 3*(2*3600+10*60) = 23400 Кл электричества через р-р на катоде и аноде выделится по 11.2*(23400/96485) = 2.716 л H2 и Cl2 соотв.

Answer 2

Электролиз водного раствора AlCl3 (хлорида алюминия) приведет к выделению алюминия на катоде и хлора на аноде. В этом процессе AlCl3 разлагается на алюминий и хлор:

На катоде (положительный электрод), происходит редукция Al3+ к алюминию (Al):

2Al3+ + 6e- -> 2Al

На аноде (отрицательный электрод), происходит окисление Cl- до образования газа хлора (Cl2):

2Cl- - 2e- -> Cl2

Теперь мы можем рассчитать количество вещества, образующегося на каждом электроде.

1. Алюминий на катоде:

Молярная масса алюминия (Al) = 26.98 г/моль Количество электронов, участвующих в реакции на катоде (n) = 6 (из уравнения)

Сначала найдем количество затраченных кулонов (Q) с помощью формулы:

Q = I * t где I - сила тока (3 А), t - время (2 часа и 10 минут, что равно 2.167 часа).

Q = 3 А * 2.167 часа = 6.501 Кулон

Теперь, используя уравнение Нернста-Планка, мы можем рассчитать количество алюминия:

n = Q / (F * z)

где F - постоянная Фарадея (96,485 Кл/моль), z - количество молей электронов в реакции (6 моль).

n = 6.501 Кл / (96.485 Кл/моль * 6) ≈ 0.018 моль

Масса алюминия, образующегося на катоде:

Масса = n * молярная масса = 0.018 моль * 26.98 г/моль ≈ 0.486 грамма

2. Хлор на аноде:

Молярная масса хлора (Cl2) = 2 * 35.45 г/моль = 70.9 г/моль Количество молей хлора, выделяющегося на аноде,