Question

В водном растворе электролита присутствуют катионы металлов Fe²⁺, Pt²⁺, Cu²⁺, K⁺. Какой металл будет первым восстанавливаться на катоде при электролизе этого раствора (pH=7) и составьте последовательность выделения металлов.а) Катион Pt²⁺б) Катион K⁺в) Катион Fe²⁺г) Катион Cu²⁺

Answer 1

Нужно сравнить стандартные электродные потенциалы для электрохимических систем:
Pt²⁺ + 2e = Pt          E°₁ = 1,190 В
K⁺ + e = K                E°₂ =  -2,925 В
Fe²⁺ + 2e = Fe        E°₃= -0,440 В
Cu²⁺ + 2e = Cu       E°₄ = 0,34 В
Сравниваем ( по убыванию): E°₁>E°₄>E°₃>E°₂
Учитывая замечание Laserhawk , внимательно смотрим и вспоминаем, что при электролизе водных растворов на катоде не восстанавливаются металлы по Al включительно, вместо этого восстанавливается вода по схеме 2H₂O +2e = H₂ + 2OH⁻  E₅= - 0,83 В. Отсюда вырисовывается картина такая: E°₁>E°₄>E°₃>E°₅. То есть 
Отсюда делаем вывод, что первым будет восстанавливаться Pt, затем Cu, Fe и в последнюю очередь будет восстанавливаться вода с выделением Н2. 

Answer 2

При электролизе водного раствора электролита на катоде сначала восстанавливается катион с наибольшим потенциалом восстановления, то есть катион, который легче всего получить электроны и превратиться в металл.

В данном случае, последовательность восстановления металлов будет следующей:

а) Катион Pt²⁺ - потенциал восстановления Pt²⁺ меньше, чем у других катионов, поэтому он будет последним восстанавливаться на катоде.

б) Катион K⁺ - потенциал восстановления K⁺ больше, чем у Fe²⁺ и Cu²⁺, поэтому он будет вторым восстанавливаться на катоде.

в) Катион Fe²⁺ - потенциал восстановления Fe²⁺ меньше, чем у Cu²⁺, поэтому он будет третьим восстанавливаться на катоде.

г) Катион Cu²⁺ - потенциал восстановления Cu²⁺ больше, чем у Pt²⁺, K⁺ и Fe²⁺, поэтому он будет первым восстанавливаться на катоде.

Таким образом, последовательность выделения металлов будет следующей: г) Cu, в) Fe, б) K, а) Pt.