Номер 11, страница 399 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 55. Хром - номер 11, страница 399.

Условие.

11. В качестве электролита для гальванического хромирования используют водный раствор оксида хрома(VI) с добавлением серной кислоты. Хромируемая деталь выполняет роль катода, анод изготавливают из сплава свинца с сурьмой. Какие процессы протекают на электродах при пропускании электрического тока?

Решение.

Решение 2.

При пропускании электрического тока через водный раствор оксида хрома(VI) и серной кислоты происходит электролиз. В электролите присутствуют ионы водорода $H^+$, сульфат-ионы $SO_4^{2-}$, дихромат-ионы $Cr_2O_7^{2-}$ (образующиеся при растворении $CrO_3$ в воде) и молекулы воды $H_2O$.

На катоде (хромируемая деталь, отрицательный электрод)

На катоде протекают процессы восстановления. Основной целевой процесс — это восстановление хрома из степени окисления +6 до металлического хрома (0), который осаждается на детали, формируя покрытие. Этот сложный процесс можно суммарно описать уравнением:

$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 12e^- \rightarrow 2Cr(s) + 7H_2O$

Параллельно с осаждением хрома протекает побочный процесс — восстановление ионов водорода из кислоты с выделением газообразного водорода:

$2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2(g)$

Ответ: На катоде происходит восстановление хрома с образованием металлического покрытия ($Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 12e^- \rightarrow 2Cr + 7H_2O$) и побочный процесс выделения водорода ($2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2$).

На аноде (сплав свинца с сурьмой, положительный электрод)

На аноде протекают процессы окисления. Анод из сплава свинца является нерастворимым в данных условиях, так как на его поверхности образуется защитная, но электропроводная пленка диоксида свинца ($PbO_2$). В связи с этим сам материал анода практически не окисляется. Вместо этого окислению подвергаются молекулы воды, так как окисление сульфат-ионов требует значительно большего потенциала.

Процесс окисления воды приводит к выделению газообразного кислорода:

$2H_2O \rightarrow O_2(g) + 4H^+ + 4e^-$

Ответ: На аноде происходит окисление воды с выделением кислорода ($2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-$).