Номер 9, страница 399 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 55. Хром - номер 9, страница 399.

Условие.

9. Составьте схему электролиза растворов $Cr_2(SO_4)_3$ и $CrCl_3$ с инертными электродами. Выделением водорода на катоде можно пренебречь.

Решение.

Решение 2.

Решение

Электролиз раствора Cr₂(SO₄)₃

Сульфат хрома(III) является солью, образованной катионом металла средней активности и анионом кислородсодержащей кислоты. При диссоциации в водном растворе образуются ионы:

$Cr_2(SO_4)_3 \leftrightarrow 2Cr^{3+} + 3SO_4^{2-}$

В электролизе также участвуют молекулы воды $H_2O$. Электроды инертные, то есть не участвуют в реакции.

На катоде (отрицательный электрод) происходит процесс восстановления. На катод притягиваются катионы $Cr^{3+}$. Также на катоде может восстанавливаться вода. По условию, выделением водорода на катоде можно пренебречь, следовательно, восстанавливаются ионы хрома до металлического хрома.

К(-): $Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr^0$

На аноде (положительный электрод) происходит процесс окисления. На анод притягиваются анионы $SO_4^{2-}$. Также на аноде может окисляться вода. Сульфат-ионы $SO_4^{2-}$ являются анионами кислородсодержащей кислоты в высшей степени окисления серы и в водном растворе не окисляются. Поэтому на аноде происходит окисление молекул воды с выделением кислорода.

А(+): $2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2\uparrow + 4H^+$

Для составления суммарного уравнения необходимо уравнять число отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное для 3 и 4 равно 12. Поэтому катодный процесс умножаем на 4, а анодный – на 3:

$4 \times (Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr^0)$

$3 \times (2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2\uparrow + 4H^+)$

Суммируем процессы на катоде и аноде, получая ионное уравнение электролиза:

$4Cr^{3+} + 6H_2O \rightarrow 4Cr^0 + 3O_2\uparrow + 12H^+$

Ионы $H^+$ и оставшиеся в растворе сульфат-ионы $SO_4^{2-}$ образуют серную кислоту. Запишем молекулярное уравнение:

$2Cr_2(SO_4)_3 + 6H_2O \xrightarrow{электролиз} 4Cr\downarrow + 3O_2\uparrow + 6H_2SO_4$

Ответ:
К(-): $Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr^0$
А(+): $2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2\uparrow + 4H^+$
Суммарное уравнение: $2Cr_2(SO_4)_3 + 6H_2O \xrightarrow{электролиз} 4Cr\downarrow + 3O_2\uparrow + 6H_2SO_4$

Электролиз раствора CrCl₃

Хлорид хрома(III) является солью, образованной катионом металла средней активности и анионом бескислородной кислоты. При диссоциации в водном растворе образуются ионы:

$CrCl_3 \leftrightarrow Cr^{3+} + 3Cl^-$

В электролизе также участвуют молекулы воды $H_2O$. Электроды инертные.

На катоде (отрицательный электрод) происходит процесс восстановления. Как и в предыдущем случае, по условию задачи, восстанавливаются ионы хрома:

К(-): $Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr^0$

На аноде (положительный электрод) происходит процесс окисления. На анод притягиваются анионы $Cl^-$. Также на аноде может окисляться вода. При электролизе растворов галогенидов (кроме фторидов) на инертном аноде происходит окисление галогенид-ионов.

А(+): $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2\uparrow$

Для составления суммарного уравнения уравняем число электронов. Наименьшее общее кратное для 3 и 2 равно 6. Катодный процесс умножаем на 2, а анодный – на 3:

$2 \times (Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr^0)$

$3 \times (2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2\uparrow)$

Суммируем процессы, получая ионное уравнение электролиза:

$2Cr^{3+} + 6Cl^- \rightarrow 2Cr^0 + 3Cl_2\uparrow$

Запишем молекулярное уравнение:

$2CrCl_3 \xrightarrow{электролиз} 2Cr\downarrow + 3Cl_2\uparrow$

Ответ:
К(-): $Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr^0$
А(+): $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2\uparrow$
Суммарное уравнение: $2CrCl_3 \xrightarrow{электролиз} 2Cr\downarrow + 3Cl_2\uparrow$