Раздел III

Электролиз расплавов и водных растворов электролитов.

Индивидуальное задание по разделу.

№ варианта	Номера задач
1	3.1 (a)	3.3 (a)	3.8	3.16	3.25
2	3.1 (b)	3.3 (b)	3.9	3.17 (a)	3.26 (a)
3	3.1 (c)	3.3 (c)	3.10	3.17 (b)	3.26 (b)
4	3.1 (d)	3.3 (d)	3.11	3.17 (c)	3.26 (c)
5	3.1 (e)	3.4	3.12	3.17 (d)	3.27 (a)
6	3.1 (f)	3.5	3.13 (a)	3.17 (e)	3.27 (b)
7	3.1 (g)	3.6 (a)	3.13 (b)	3.17 (f)	3.27 (c)
8	3.1 (h)	3.6 (b)	3.13 (c)	3.17 (g)	3.28
9	3.2 (a)	3.6 (c)	3.13 (d)	3.18	3.25
10	3.2 (b)	3.6 (d)	3.14 (a)	3.19	3.26 (c)
11	3.2 (c)	3.6 (e)	3.14 (b)	3.20	3.27 (c)
12	3.2 (d)	3.6 (f)	3.14 (c)	3.21	3.26 (a)
13	3.2 (e)	3.6 (g)	3.15 (a)	3.22	3.26 (b)
14	3.2 (f)	3.7 (a)	3.15 (b)	3.23	3.26 (d)
15	3.2 (g)	3.7 (b)	3.15 (c)	3.24	3.27 (d)
16	3.1 (h)	3.5	3.13 (a)	3.17 (e)	3.28
17	3.2 (b)	3.3 (d)	3.10	3.18	3.26 (a)
18	3.1 (f)	3.6 (d)	3.14 (a)	3.16	3.27 (c)
19	3.1 (c)	3.3 (a)	3.8	3.20	3.25
20	3.1 (e)	3.3 (b)	3.14 (b)	3.17 (f)	3.26 (b)
21	3.2 (c)	3.6 (e)	3.9	3.17 (c)	3.27 (b)
22	3.2 (d)	3.6 (g)	3.11	3.21	3.25
23	3.1 (b)	3.7 (a)	3.13 (d)	3.23	3.28
24	3.1 (d)	3.3 (c)	3.15 (b)	3.19	3.26 (d)
25	3.2 (a)	3.4	3.14 (c)	3.24	3.27 (d)

3.1. Составьте схемы электролиза (уравнения электродных процессов, молекулярное уравнение электролиза) водных растворов солей. Рассчитайте ЭДС поляризации при электролизе растворов этих солей с платиновым (инертным) анодом.

a) Ni(NO₃)₂ b) MgSO₄ c) Pb(NO₃)₂ d) ZnSO₄

e) Ca(NO₃)₂ f) CuSO₄ g) Mn(NO₃)₂ h) Na₂CO₃

3.2. Составьте схемы электролиза (уравнения электродных процессов, молекулярное уравнение электролиза) водных растворов солей. Рассчитайте ЭДС поляризации при электролизе растворов этих солей с платиновым (инертным) анодом.

a) NiCl₂ b) BaCl₂ c) SnCl₂ d) ZnCl₂

e) FeCl₃ f) BiCl₃ g) KCl h) AlCl₃

3.3. Составьте схемы электролиза расплавов следующих солей:

a) хлорид кальция, йодид натрия

b) хлорид алюминия, хлорид калия

c) бромид калия, хлорид магния

d) фторид кальция, бромид натрия

3.4. Какой металл будет выделяться на катоде в первую очередь из раствора, содержащего несколько солей: нитрат никеля, нитрат серебра и нитрат меди. Выразите уравнениями электродные процессы.

3.5. Раствор содержит ионы Fe²⁺, Hg²⁺, Bi³⁺, Pb²⁺ с одинаковой молярной концентрацией. В какой последовательности будут разряжаться эти ионы на катоде при электролизе раствора?

3.6. Составьте схемы электролиза водных растворов указанных солей с инертным и активным анодом.

	Раствор соли	Материал анода
a	Сульфат цинка	цинк, уголь
b	Хлорид олова (II)	олово, уголь
c	Нитрат никеля	никель, уголь
d	Хлорид меди (II)	медь, уголь
e	Сульфат никеля	никель, уголь
f	Хлорид цинка	цинк, уголь
g	Сульфат хрома (III)	хром, уголь

3.7. Составьте схемы электролиза: a) раствора и расплава хлорида натрия; b) раствора и расплава гидроксида калия.

3.8. При пропускании электрического тока силой 6 А в течение 1 ч 14 мин 24 с на катоде выделилось 8,14∙10^-3 кг металла. Рассчитайте молярную массу, электрохимический эквивалент металла, проявляющего валентность, равную 2.

3.9. Раствор хлорида магния подвергали электролизу в течение 1 ч при силе тока 2,5 А. Составьте схему электролиза. Рассчитайте массу веществ, выделившихся на катоде и аноде.

3.10. Через раствор азотнокислого никеля в течение 2 ч 27 мин пропускали ток силой 3,5 А. рассчитайте, на сколько уменьшилась масса никелевого анода. Составьте схему электролиза.

3.11. При электролизе сернокислой соли металла на аноде выделилось 178∙10^-3 дм³ кислорода (н.у.), а на катоде 1∙10^-3 кг металла. Рассчитайте атомную массу металла, проявляющего валентность 2.

3.12. Через раствор сульфата цинка пропускали ток силой 0,4 А в течение 30 мин. При этом выделилось 0,25∙10^-3 кг цинка. Рассчитайте коэффициент выхода по току.

3.13. Рассчитайте эквивалентную массу и электрохимический эквивалент металла, если известна масса металла, выделившегося на катоде из раствора его соли при пропускании электрического тока определенной силы в течение известного времени (принять, что выход по току составляет 100%).

	Масса металла, кг	Сила тока, А	Время электролиза
a	1,517∙10-3	5,0	10 мин
b	1,070∙10-3	1,5	30 мин
c	10,000∙10-3	4,0	57 мин 42 с
d	13,070∙10-3	10,0	32 мин 10 с

3.14. Сколько времени потребуется для разложения на угольных электродах:

a) 20,8∙10^-3 кг водного раствора сульфата кадмия при силе тока 2 А? Выход по току 75 %.

b) 0,5 моль серной кислоты при силе тока 3 А?

c) 6,725∙10^-3 кг водного раствора хлорида меди при силе тока 5 А? Выход по току 95 %.

3.15. Рассчитайте силу тока, при которой следует проводить электролиз водных растворов солей для получения металлов:

a) 2,79∙10^-3 кг железа из FeSO₄ в течение 40 мин при выходе по току 70 %;

b) 6,54∙10^-3 кг цинка из ZnSO₄ в течение 1 ч при выходе по току 65 %;

c) 0,26∙10^-3 кг хрома из Cr(NO₃)₃ в течение 10 мин при выходе по току 68 %.

3.16. Деталь хромируется в водном растворе Cr₂(SO₄)₃. При какой силе тока следует проводить электролиз, чтобы в течение 1 ч на поверхности детали выделилось 1,3∙10^-3 кг хрома; выход по току 90 %.

3.17. Рассчитать выход по току, если при электролизе растворов перечисленных солей при силе тока 5 А в течение 32 мин на катоде выделилось указанное количество металла:

	Раствор соли	Масса выделившегося металла, кг
a	NiSO4	2,0∙10-3
b	CuCl2	2,5∙10-3
c	Zn(NO3)2	2,2∙10-3
d	AgNO3	7,5∙10-3
e	BiCl3	5,6∙10-3
f	MnSO4	2,1∙10-3
g	CdCl2	4,8∙10-3

3.18. Деталь подвергается электрохимическому никелированию в водном растворе сульфата никеля с никелевым анодом при силе тока 3 А. Рассчитайте время, необходимое для нанесения на поверхность детали 1,8∙10^-3 кг никеля. Выход по току составляет 100 %.

3.19. За какое время была оцинкована стальная деталь, если вес металла покрытия составляет 3,92∙10^-3 кг, процесс ведется при силе тока 3,2 А; выход по току 95 %.

3.20. Выход по току при получении металлического кальция при электролизе расплава CaCl₂ составляет 90 %. Какое количество электричества надо пропустить через электролизер, чтобы получить 0,2 кг кальция?

3.21. Какой силы ток надо пропускать через расплав хлорида магния в течение 10 ч, чтобы получить 0,5 кг магния; выход по току 85 %.

3.22. Рассчитайте массу алюминия, которую можно получить при электролизе расплава оксида алюминия, если в течение 1 ч пропускать ток силой 2∙10⁴ А; выход по току составляет 85 %.

3.23. При электролизе растворов MgSO₄ и CuSO₄ в электролизерах, соединенных последовательно, на катоде одного из них выделилось 0,2∙ 10^-3 кг водорода. Выразите уравнениями электродные процессы. Рассчитайте массы веществ, выделившихся на электродах обоих электролизеров.

3.24. Через раствор сульфата железа (II) пропускали ток силой 13,4 А в течение 1 ч. Рассчитайте массу железа, выделившегося на катоде, если выход по току равен 70 %.

3.25. Рассчитайте нормальную (эквивалентную) концентрацию раствора AgNO₃, если для выделения всего серебра из 0,065 дм³ этого раствора потребовалось пропускать ток силой 0,6 А в течение 20 мин (электролиз протекает на графитовых электродах).

3.26. Какой силы ток необходим для выделения на катоде в течение 1 ч всего металла, содержащегося:

a) в 0,5 дм³ 0,1 М раствора ZnCl₂

b) в 0,3 дм³ 0,02 н раствора Pb(NO₃)₂

c) в 1 дм³ 0,015 М раствора BiCl₃

d) в 0,25 дм³ 0,15 н раствора CuSO₄

3.27. В течение какого времени надо пропускать ток силой 3 А, чтобы выделить весь металл, содержащийся:

a) в 2 дм³ 0,05 н раствора NiCl₂

b) в 0,3 дм³ 0,2 М раствора CuSO₄

c) в 0,08 дм³ 2 н раствора CrCl₃

d) в 0,1 дм³ 0,01 н раствора Hg(NO₃)₂

3.28. При электролитическом осаждении всего хрома из 0,6 дм³ раствора Cr(NO₃)₃ на аноде выделилось 5,6 дм³ газа (н.у.). Рассчитайте молярную концентрацию исходного раствора нитрата хрома (III).