При электролизе водного раствора фторида калия с инертными электродами на катоде выделилось 40 л (н.у.) газа. объем газа (н.у.), выделившегося на аноде, равен ________ л. (запишите число с точностью до целых.)

Калинина Мария Игоревна

Преподаватель химии СУНЦ МГУ

Проверено учителем

Для решения этой задачи необходимо рассмотреть процессы, происходящие на электродах при электролизе водного раствора фторида калия ( KFcap K cap F). 1. Процессы на электродах В водном растворе фторид калия диссоциирует на ионы: KFK++Fcap K cap F right arrow cap K raised to the positive power plus cap F raised to the negative power

  • На катоде (-): Так как калий является активным металлом (стоит в ряду напряжений значительно левее водорода), ионы K+cap K raised to the positive power не восстанавливаются. Вместо них происходит электролиз воды с выделением водорода:
    2H2O+2ēH2+2OH2 cap H sub 2 cap O plus 2 e bar right arrow cap H sub 2 up arrow positive 2 cap O cap H raised to the negative power На аноде (+): Фторид-ион Fcap F raised to the negative power является очень сильным окислителем, поэтому в водных растворах он не окисляется. Вместо него окисляется вода с выделением кислорода:
    2H2O4ēO2+4H+2 cap H sub 2 cap O minus 4 e bar right arrow cap O sub 2 up arrow positive 4 cap H raised to the positive power

2. Суммарное уравнение электролиза Фактически происходит электролиз воды, а соль KFcap K cap F только обеспечивает электропроводность раствора: 2H2Oэлектролиз2H2+O22 cap H sub 2 cap O 2 cap H sub 2 up arrow positive cap O sub 2 up arrow Из уравнения видно, что на 2 моль выделившегося водорода ( H2cap H sub 2) приходится 1 моль кислорода ( O2cap O sub 2). 3. Расчет объемов Согласно закону Авогадро, мольные соотношения газов при одинаковых условиях равны их объемным соотношениям: V(H2)V(O2)=21cap V open paren cap H sub 2 close paren colon cap V open paren cap O sub 2 close paren equals 2 colon 1 По условию задачи, на катоде выделилось 40 л газа (водорода): V(H2)=40cap V open paren cap H sub 2 close paren equals 40 л Следовательно, объем газа на аноде (кислорода) будет в два раза меньше: V(O2)=V(H2)2=402=20cap V open paren cap O sub 2 close paren equals the fraction with numerator cap V open paren cap H sub 2 close paren and denominator 2 end-fraction equals 40 over 2 end-fraction equals 20 л Ответ: 20 Хотите, чтобы я разобрал аналогичную задачу, где на аноде происходит окисление бескислородного аниона (например, хлорида)?

Форма ответа

Ваш аватар