Электролиз водных растворов электролитов

Для проведения электролиза приготовлены стандартные водные растворы трех различных электролитов, формулы которых приведены в вашем варианте задания в таблице 16. Используя эти данные, выполните следующие задания:

а) рассмотрите электролиз водных растворов электролита 1, электролита 2 и электролита 3 на инертных электродах (предложите варианты инертных электродов) при стандартных условиях; напишите уравнения катодного, анодного и суммарного процессов (или объясните, почему невозможно написать уравнение суммарного процесса электролиза);

г) рассмотрите электролиз водного раствора электролита 3 с активным анодом (предложите вариант активного анода для данного электролита) при стандартных условиях; напишите уравнения протекающих процессов.

Варианты задания 8.4 приведены в таблице 16.

Таблица 16

№ вар.	Электролиты	№ вар.	Электролиты
	LiOH	K2SO4	CuCl2		Mg(NO3)2	AlCl3	AgF
	KCl	HF	AgNO3		Al(NO3)3	CaI2	HgCl2
	CsBr	LiNO3	Hg(NO3)2		H2SO4	Na2S	Au(NO3)3
	BaI2	Cs2SO4	AuCl3		CsOH	Li2SO4	PbCl2
	Na2S	Ba(OH)2	Pb(NO3)2		LiCl	K3PO4	NiBr2
	MgCl2	Ca(NO3)2	NiSO4		KBr	HNO3	SnSO4
	AlBr3	Na3PO4	SnCl2		BaCl2	CsOH	CoSO4
	CaCl2	MgSO4	AgF		Na2S	Ba(NO3)2	CdCl2
	HI	Al(NO3)3	CoI2		MgBr2	Ca(NO3)2	FeCl2
	Li2SO4	KOH	Cd(NO3)2		AlCl3	NaF	Cr(NO3)3
	KF	LiCl	FeSO4		CaI2	Mg(NO3)2	ZnI2
	CsNO3	CsI	CrCl3		HBr	Al2(SO4)3	MnSO4
	Ba(OH)2	BaBr2	ZnSO4		BeCl2	NaOH	Pt(NO3)2
	Ca(ClO4)2	HCl	MnBr2		LiOH	K2SO4	MnSO4
	Na2CO3	MgBr2	CuSO4		KCl	HF	ZnI2

Справочные данные

Приложение А.

Термодинамические свойства некоторых веществ.

Формула вещества	∆Нfo,298, кДж*моль-1	So298, Дж*моль-1*K-1	∆Gfo,298, кДж*моль-1
Al(к.) Al2O3(к.) Al2(SO4)3(к.) B(к.) B2O3(к.) Br2(г.) C(графит) CH3OH(ж.) CH4(г.) C2H2(г.) C2H4(г.) CO(г.) COCl2(г.) CO2(г.) Ca(к.) CaO(к.) Cl2(г.) Cu(к.) CuO(к.) Fe(к.) FeO(к.) FeS2(к.) Fe2O3(к.) Fe3O4(к.) H2(г.) HBr(г.) HCl(г.) HI(г.) H2O(ж.) H2O(г.) H2S(г.) I2(г.) Mg(к.) MgCl2(к.) MgO(к.) Mn(к.) MnO2(к.) N2(г.) NH3(г.) NH4NO3(к.) NO(г.) NOCl(г.) NO2(г.) N2O(г.) N2O4(г.) NaAlO2(к.) Na2O(к.) O2(г.) PCl3(г.) PCl5(г.) Pb(к.) PbO(к.) Sромб. SO2(г.) SO2Cl2(г.) SO3(г.) Si(к.) SiC(к.) SiCl4(г.) SiO2(к.) Ti(к.) TiCl4(ж.) TiO2(к.) W(к.) WO3(к.) Zn(к.) ZnO(к.)	-1675,69 -3441,80 -1270,43 30,91 -238,57 -74,85 226,75 52,30 -110,53 -219,50 -393,51 -635,09 -162,00 -264,85 -177,40 -822,16 -1117,13 -36,38 -92,31 26,36 -285,83 -241,81 -20,60 62,43 -644,80 -601,49 -521,49 -45,94 -365,43 91,26 52,59 34,19 82,01 11,11 -1133,03 -417,98 -287,02 -374,89 -219,28 -296,90 -363,17 -395,85 -66,10 -657,52 -910,94 -804,16 -944,75 -842,91 -348,11	28,33 50,92 239,20 5,86 53,84 245,37 5,74 126,78 186,27 200,82 219,45 197,55 283,64 213,66 41,63 38,07 222,98 33,14 42,63 27,15 60,75 52,93 87,45 146,19 130,52 198,58 186,79 206,48 69,95 188,72 205,70 260,60 32,68 89,54 27,07 32,01 53,14 191,50 192,66 151,04 210,64 263,50 240,06 219,83 304,35 70,29 75,06 205,04 311,71 364,47 64,81 66,11 31,92 248,07 311,29 256,69 18,83 16,61 330,95 41,84 30,63 252,40 50,33 32,64 75,90 41,63 43,51	-1582,27 -3100,87 -1191,29 3,14 -166,27 -50,85 209,21 68,14 -137,15 -205,31 -394,37 -603,46 -134,26 -244,30 -166,05 -740,34 -1014,17 -53,43 -95,30 1,58 -237,23 -228,61 -33,50 19,39 -595,30 -569,27 -466,68 -16,48 -183,93 87,58 66,37 52,29 104,12 99,68 -1069,20 -379,26 -267,98 -305,10 -189,10 -300,21 -318,85 -371,17 -67,7 -617,62 -856,67 -737,32 -889,49 -764,11 -318,10

Приложение Б.

Константы диссоциации некоторых слабых электролитов в водных растворах при 25°С.

Кислота	Кк	Основание	Ко
HF	6,67*10-4	NH4OH	1,76*10-5
HCN	4,93*10-10	Al(OH)3 K3	1,38*10-9
HAsO2	6,03*10-10	Cd(OH)2 K2	4,20*10-7
HBrO	2,06*10-9	Co(OH)2 K2	7,90*10-6
HClO	2,82*10-8	Cr(OH)3 K2 K3	3,50*10-9 8,90*10-11
HIO	2,29*10-11	Cu(OH)2 K2	2,20*10-7
HNO2	5,13*10-4	Fe(OH)2 K2	5,50*10-8
H2O2	2,40*10-12	Mg(OH)2 K2	2,60*10-3
H3PO2	7,94*10-2	Mn(OH)2 K2	3,90*10-4
HCOOH	1,78*10-4	Ni(OH)2 K2	8,30*10-4
CH3COOH	1,74*10-5	Pb(OH)2 K1 K2	5,00*10-4 1,40*10-8
H2S K1 K2	1,05*10-7 1,23*10-13	Zn(OH)2 K1 K2	1,30*10-5 4,90*10-7
H2Se K1 K2	1,55*10-4 1,00*10-11
H2B4O7 K1 K2	1,80*10-4 2,00*10-8
H2CO3 K1 K2	4,27*10-7 4,68*10-11
H2C2O4 K1 K2	6,46*10-2 6,17*10-5
H2CrO4 K2	3,16*10-7
H2MoO4 K2	1,00*10-6 *
H3PO3 K1 K2	1,00*10-2 2,57*10-7
H2SO3 K1 K2	1,58*10-2 6,31*10-8
H2SeO3 K1 K2	2,45*10-3 4,79*10-9
H2SiO3 K1 K2	2,20*10-10 * 1,60*10-12 *
H2WO4 K2	2,19*10-4
H3AsO4 K1 K2 K3	5,50*10-3 1,07*10-7 3,02*10-12
H3PO4 K1 K2 K3	7,24*10-3 6,17*10-8 4,57*10-13

Примечание:

Значения констант диссоциации, отмеченные астериксом (*), отвечают температуре 18°С.

Приложение В.

Произведение растворимости

некоторых малорастворимых электролитов при 25°С.

Электролит	ПР	Электролит	ПР
Ag2CO3 Ag2C2O4 AgCl Ag2CrO4 AgI AgIO3 Ag2S Ag2SO4 Al(OH)3 AlPO4 BaCO3 BaC2O4 BaCrO4 BaF2 BaSO3 BaSO4 CaCO3 CaC2O4 CaF2 CaMoO4 CaSO3 CaSO4 CaWO4 CdCO3 CdC2O4 Cd(OH)2 CdS	8,7*10-12 1,1*10-11 1,8*10-10 1,2*10-12 2,3*10-16 3,2*10-8 7,2*10-50 1,2*10-5 5,7*10-32 1,7*10-19 4,9*10-9 1,1*10-7 1,1*10-10 1,7*10-6 8,0*10-7 * 1,8*10-10 4,4*10-9 2,3*10-9 * 4,0*10-11 3,2*10-9 3,2*10-7 * 3,7*10-5 1,6*10-9 2,5*10-14 1,5*10-8 * 4,3*10-15 6,5*10-28	CoCO3 CuS FeCO3 FeO(OH) FeS HgO HgS Li3PO4 MgF2 MnCO3 MnS NiCO3 PbCrO4 PbS PbWO4 RaSO4 SrCO3 SrCrO4 SrF2 Sr3(PO4)2 SrSO4 Tl2CrO4 ZnCO3 ZnC2O4 Zn(OH)2 ZnS(кубич.)	1,5*10-10 1,4*10-36 2,9*10-11 2,2*10-42 3,4*10-17 3,3*10-26 1,4*10-45 3,2*10-9 * 6,4*10-9 4,9*10-11 1,1*10-13 1,3*10-7 2,8*10-13 8,7*10-29 4,5*10-12 4,3*10-11 5,3*10-10 2,7*10-5 2,5*10-9 1,0*10-31 * 2,1*10-7 1,0*10-12 5,3*10-11 1,5*10-9 * 3,0*10-16 1,2*10-25

Примечание:

Значения произведений растворимости, отмеченные астериксом (*), отвечают комнатной температуре (18 – 25°С).

Приложение С.

Стандартные электродные потенциалы некоторых металлов