Составьте уравнения электродных процессов, протекающих при электролизе водных растворов h2so4 и zn(oh)2 c инертными электродами.

Question

Составьте уравнения электродных процессов, протекающих при электролизе водных растворов h2so4 и zn(oh)2 c инертными электродами.

cyber_hill 11.03.2026 11:33

Ответы и вопросы пользователей

Калинина Мария Игоревна · Accepted Answer

При электролизе водных растворов электролитов на инертных (нерастворимых, например, графитовых или платиновых) электродах процессы определяются положением ионов в ряду стандартных электродных потенциалов и концентрацией растворов. 1. Электролиз водного раствора серной кислоты ( $H_{2} S O_{4} cap H sub 2 cap S cap O sub 4$ ) В растворе серная кислота диссоциирует: $H_{2} S O_{4} 2 H^{+} + S O_{4}^{2 -} cap H sub 2 cap S cap O sub 4 right arrow 2 cap H raised to the positive power plus cap S cap O sub 4 raised to the 2 minus power$ Также присутствует вода ( $H_{2} O cap H sub 2 cap O$ ), которая может участвовать в электродных процессах. Процесс на катоде (-) На катоде происходит восстановление ионов водорода, так как их потенциал выше, чем у молекул воды (в кислой среде): $2 H^{+} + 2 e^{-} H_{2} 2 cap H raised to the positive power plus 2 e raised to the negative power right arrow cap H sub 2 up arrow$ Процесс на аноде (+) Сульфат-ион ( $S O_{4}^{2 -} cap S cap O sub 4 raised to the 2 minus power$ ) является кислородсодержащим анионом в высшей степени окисления, поэтому он не окисляется. Вместо него происходит окисление молекул воды с выделением кислорода: $2 H_{2} O - 4 e^{-} O_{2} +4 H^{+} 2 cap H sub 2 cap O minus 4 e raised to the negative power right arrow cap O sub 2 up arrow positive 4 cap H raised to the positive power$ Суммарное уравнение По сути, происходит электролиз воды, так как количество кислоты в растворе остается неизменным, но ее концентрация растет: $2 H_{2} O э л е к т р о л и з 2 H_{2} + O_{2} 2 cap H sub 2 cap O 2 cap H sub 2 up arrow positive cap O sub 2 up arrow$ 2. Электролиз водного раствора дигидроксида цинка ( $Z n (O H)_{2} cap Z n open paren cap O cap H close paren sub 2$ ) Стоит отметить, что $Z n (O H)_{2} cap Z n open paren cap O cap H close paren sub 2$ является малорастворимым в воде основанием (амфотерным гидроксидом). Для проведения электролиза его обычно переводят в растворимую форму, добавляя щелочь (образуя гидроксокомплекс) или кислоту. Однако, если рассматривать теоретический процесс в насыщенном водном растворе: Диссоциация $Z n (O H)_{2} Z n^{2 +} + 2 O H^{-} cap Z n open paren cap O cap H close paren sub 2 cap Z n raised to the 2 plus power plus 2 cap O cap H raised to the negative power$ Процесс на катоде (-) Цинк находится в середине ряда напряжений (после алюминия, но до водорода). В водных растворах на катоде протекают параллельные процессы восстановления катионов металла и молекул воды:

$Z n^{2 +} + 2 e^{-} Z n^{0} cap Z n raised to the 2 plus power plus 2 e raised to the negative power right arrow cap Z n to the 0 power$ $2 H_{2} O + 2 e^{-} H_{2} +2 O H^{-} 2 cap H sub 2 cap O plus 2 e raised to the negative power right arrow cap H sub 2 up arrow positive 2 cap O cap H raised to the negative power$

Примечание: Соотношение продуктов зависит от плотности тока и концентрации ионов цинка. Процесс на аноде (+) Гидроксид-ионы ( $O H^{-} cap O cap H raised to the negative power$ ) окисляются легче, чем молекулы воды: $4 O H^{-} - 4 e^{-} O_{2} +2 H_{2} O 4 cap O cap H raised to the negative power minus 4 e raised to the negative power right arrow cap O sub 2 up arrow positive 2 cap H sub 2 cap O$ Суммарное уравнение (при доминировании восстановления металла) $Z n (O H)_{2} э л е к т р о л и з Z n + \frac{1}{2} O_{2} + H_{2} O cap Z n open paren cap O cap H close paren sub 2 cap Z n plus one-half cap O sub 2 up arrow positive cap H sub 2 cap O$ Сводная таблица процессов:

Электролит	Катод (-)	Анод (+)	Продукт
$H_{2} S O_{4} cap H sub 2 cap S cap O sub 4$	Водород ( $H_{2} cap H sub 2$ )	Кислород ( $O_{2} cap O sub 2$ )	Разложение воды
$Z n (O H)_{2} cap Z n open paren cap O cap H close paren sub 2$	Цинк ( $Z n cap Z n$ ) и Водород ( $H_{2} cap H sub 2$ )	Кислород ( $O_{2} cap O sub 2$ )	Металл и газы

Могу ли я помочь вам с расчетом массы выделившихся веществ по закону Фарадея для этих процессов?

Составьте уравнения электродных процессов, протекающих при электролизе водных растворов h2so4 и zn(oh)2 c инертными электродами.

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов