Электролиз расплавов и водных растворов
Разберём процессы на электродах и покажем, почему продукт электролиза определяется не только солью, но также водой и материалом электродов.
Чему научимся
- Связывать катод с восстановлением, анод с окислением
- Отличать электролиз расплава и водного раствора
- Рассчитывать массу металла по заряду
Разбираемся в теме
Электрический ток и реакции
При электролизе внешний источник электрической энергии вызывает реакции на электродах. На катоде идёт восстановление, на аноде — окисление. В электролитической ячейке катод связан с отрицательным полюсом источника, анод — с положительным; названия электродов прежде всего определяются типом процесса.
Для расплава NaCl с инертными электродами катодная схема Na⁺ + e⁻ → Na, анодная 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻. Сумма: 2NaCl(расплав) → 2Na + Cl₂. В расплаве нет воды, поэтому реакция её восстановления не конкурирует с выделением натрия.
Роль воды и электродов
В водном растворе NaCl на катоде восстанавливается вода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻, а не Na⁺ до металла. Для концентрированного раствора с подходящим инертным анодом школьная модель даёт Cl₂ на аноде. В разбавленных растворах и при других условиях возможны конкурирующее выделение O₂ и смесь продуктов.
В растворе CuSO₄ с инертными электродами на катоде обычно выделяется Cu: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, а на аноде окисляется вода с выделением O₂. При медном аноде он может растворяться: Cu → Cu²⁺ + 2e⁻. Расчёт массы использует n(e⁻) = Q/F и предполагает известный выход по току.
Разобранные примеры
Какую массу Cu выделит заряд 19 300 Кл при 100 % выходе по току? F=96 500 Кл/моль, M(Cu)=64 г/моль.
- Катодная реакция Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu требует два моль электронов на моль Cu.
- n(e⁻) = Q/F = 19 300/96 500 = 0,20 моль; n(Cu) = 0,20/2 = 0,10 моль.
- m(Cu) = 0,10 моль × 64 г/моль = 6,4 г; реальный выход по току может быть меньше.
Ответ. Теоретически выделится 6,4 г меди.
Попробуй самостоятельно
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Самопроверка
Закрепление материала
Мини-тест
Выберите ответ на каждый вопрос. Объяснения откроются после проверки.
Открываем мини-тест…
Словарь урока
- Электролиз
- Электродные реакции, вызываемые внешним источником электрической энергии.
- Катод
- Электрод, на котором протекает процесс восстановления.
- Выход по току
- Доля электрического заряда, расходуемая на получение выбранного продукта.
Связь с программой
Тема: электролиз. Раздел: Растворы и электрохимия.
- ФРП СОО «Химия», базовый уровень, 10–11 классы ↗Единое содержание общего образованияПроверенная копия программы ↗Страницы PDF: 40
Содержание базового курса сверено с программой 12 октября 2026 г. Источники программы описывают содержание школьного курса химии; объяснения, примеры и задания — авторские материалы Умблика. Последовательность школьных занятий и актуальные требования уточняет учитель в рабочей программе.
Твой маршрут
Общая и неорганическая химия