8.38. Провели полный электролиз 200 г раствора хлорида калия с ω(KCl) = 7,45%. К полученному раствору добавили 50 г раствора фосфорной кислоты с

ω(H3PO4) = 19,6%. Определите формулу образовавшейся при этом соли.

8.39.В процессе электролиза 500 мл раствора гидроксида натрия с ω(NaОН)

=4,6% (ρ = 1,05 г/мл) массовая доля NaОН в растворе увеличилась до 10%. Вычислите объёмы газов (н.у.), выделившихся на электродах.

8.40.При электролизе раствора хлорида натрия на катоде выделилось 13,44 л водорода (н.у.). Хлор, выделившийся на аноде, поглотили горячим раствором гидроксида калия. Рассчитайте количества солей – хлорида калия и хлората калия, − образовавшихся в растворе в результате реакции.

8.41.В результате электролиза раствора хлорида натрия получили раствор, содержащий 20 г гидроксида натрия. Газ, выделившийся на аноде, полностью прореагировал с 500 мл раствора иодида калия. Рассчитайте объём газа (н.у.) и молярную концентрацию использованного раствора иодида калия.

8.42.При электролизе 200 г раствора гидроксида натрия с ω(NaОН) = 4% на аноде выделилось 44,8 л (н.у.) кислорода. Какой объём водорода выделился на катоде, и какой стала массовая доля NaOH в растворе после электролиза?

8.43.При электролизе 200 г раствора хлорида натрия с массовой долей соли 17,55% из раствора выделилось 3,36 л хлора (н.у.). Определите массовые доли веществ в растворе после прекращения электролиза.

8.44.При электролизе (с инертным анодом) 235 г раствора нитрата меди(II)

сω(Cu(NO3)2) = 20% на катоде выделилось 9,6 г металла. Вычислите объём газа (н.у.), выделившегося на аноде, и массовые доли кислоты и соли в оставшемся растворе.

Примеры реакций при электролизе водных растворов

Пример 1. Электролиз раствора KCl с инертным (нерастворимым) анодом

KCl (р-р) = K+ (р-р) + Cl−(р-р)

Катод (−):	2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−	1
Анод (+):	2Cl− − 2e− → Cl2↑	1

Суммарное уравнение реакции

вионной форме: 2H2O + 2Cl− электролиз→ H2↑ + Cl2↑ + 2OH−;

вмолекулярной форме: 2KCl + 2H2O электролиз→ H2↑ + Cl2↑ + 2KOH.

Комментарий. Если концентрация ионов Cl− достаточно большая, то они легче, чем вода окисляются на аноде. Катионы активных металлов из раствора не восстанавливаются. На катоде происходит восстановление воды и в растворе образуется щелочная среда.

84

Пример 2. Электролиз раствора KNO3 с инертным (нерастворимым) анодом

KNO3 (р-р) = K+ (р-р) + NO3−(р-р)
Катод (−):	2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−	2
Анод (+):	2H2O − 4e− → O2↑ + 4H+	1

Суммарное уравнение реакции 2H2O электролиз→ 2H2↑ + O2↑.

Комментарий. И в катодном, и в анодном процессе участвует вода. Ионы соли увеличивают лишь электропроводность раствора, их количество в процессе электролиза не меняется, а концентрация увеличивается (т.к. уменьшается количество растворителя). Если катодное и анодное пространство не разделено,

то образующиеся ионы OH−		и H+ нейтрализуют друг друга и среда остаётся
нейтральной.
Пример 3. Электролиз раствора KOH с инертным (нерастворимым) анодом
	KOH (р-р) = K+ (р-р) + OH−(р-р)
	Катод (−):	2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−	2
	Анод (+):	4OH− − 4e− → O2↑ + 2H2O	1

Суммарное уравнение реакции 2H2O электролиз→ 2H2↑ + O2↑.

Комментарий. В целом количество ионов OH− в процессе электролиза не изменяется, но концентрация щёлочи растёт, т.к. уменьшается количество растворителя.

Пример 4. Электролиз раствора CuSO4 с инертным анодом

CuSO4 (р-р) = Cu2+ (р-р) + SO42−(р-р)
Катод (−):	Cu2+ + 2e− → Cu	2
Анод (+):	2H2O − 4e− → O2↑ + 4H+	1

Суммарное уравнение реакции

вионной форме: 2Cu2+ + 2H2O электролиз→ 2Cu + O2↑ + 4H+;

вмолекулярной форме: 2CuSO4 + 2H2O электролиз→ 2Cu + O2↑ + 2H2SO4.

Комментарий. На катоде в первую очередь восстанавливается не вода, а катионы неактивного металла. В растворе создаётся кислотная среда.

Пример 5. Электролиз раствора CuSO4 с медным (активным) анодом

CuSO4 (р-р) = Cu2+ (р-р) + SO42−(р-р)
Катод (−):	Cu2+ + 2e− → Cu0	1
Анод (+):	Cu0 − 2e− → Cu2+	1

Комментарий. Суммарное уравнение электролиза с растворимым анодом написать нельзя. Происходит перенос ионов меди с анода на катод и выделение чистой меди на катоде. Концентрация CuSO4 (или других веществ, не участвующих в электродных процессах) в растворе не меняется. Такой вариант электролиза часто используется для очистки металлов (например, меди, никеля, свинца) от примесей.

85