Главная›Химия›Электролиз

Химия · Пробное ЕНТ

Электролиз: тест ЕНТ

Проверьте знания по теме «Электролиз» для подготовки к ЕНТ. В формулах и химических записях используется MathML.

20 вопросов4 варианта ответаПроверка сразуОбъясненияБез регистрации

Вопрос 1 из 20Правильных ответов: 0

✓

Тест завершён

Ваш результат по теме «Электролиз»

0 / 20

Другие тесты по химии

Подготовка к ЕНТ: Электролиз

Тематический тест помогает проверить не весь курс, а конкретный раздел «Электролиз». Такой формат удобен для повторения после урока, самостоятельной подготовки и поиска слабых мест.

Как работать с результатом

Не ограничивайтесь итоговым числом правильных ответов. Обратите внимание, какие понятия были перепутаны и почему выбранный вариант показался верным. После объяснения попробуйте своими словами сформулировать правило или химическое правило, формулу или условие реакции.

Повторное прохождение имеет смысл после короткого повторения темы. Цель — понимать связь между составом вещества, формулой и химическим свойством, а не запоминать расположение ответов.

Катод · Анод · Законы Фарадея

Сначала определите электродный процесс, затем переходите к расчёту

В задачах на электролиз важно различать расплав и водный раствор, учитывать материал электродов и только после этого определять продукты. В расчётных заданиях количество выделившегося вещества связывают не просто со временем, а с электрическим зарядом и числом электронов, участвующих в полуреакции.

01 Определите среду Расплав или водный раствор: наличие воды может изменить катодный и анодный продукты

02 Проверьте электроды Инертный анод и растворимый металлический анод дают разные результаты

03 Запишите полуреакции На катоде идёт восстановление, на аноде — окисление

04 Считайте через электроны Заряд переводят в количество электронов, а затем используют коэффициенты полуреакции

Электроды и продукты электролиза

Катод В электролитической ячейке подключён к отрицательному полюсу источника. На нём частицы принимают электроны, то есть происходит восстановление.

Анод Подключён к положительному полюсу источника. На нём частицы отдают электроны, то есть происходит окисление.

Расплав соли В расплаве нет воды, поэтому разряжаются ионы самого электролита. Например, из расплава хлорида натрия на катоде получают натрий, а на аноде — хлор.

Водный раствор Необходимо учитывать возможность восстановления или окисления воды. Поэтому очень активные металлы обычно не выделяются из водного раствора в школьной модели электролиза.

Галогенид-ионы При электролизе водных растворов хлоридов, бромидов и иодидов на инертном аноде при подходящей концентрации характерно образование соответствующего галогена.

Сульфаты и нитраты Эти анионы в типовых школьных задачах на инертном аноде обычно не окисляются; кислород образуется за счёт воды или гидроксид-ионов.

Растворимый анод Металл анода способен сам окисляться и переходить в раствор. Поэтому при электролизе раствора соли меди с медными электродами расход ионов меди на катоде может компенсироваться их образованием на аноде.

Изменение состава раствора При инертных электродах состав раствора может заметно изменяться. Например, при выделении меди из раствора сульфата меди и образовании кислорода на аноде возрастает кислотность раствора.

{Cu}^{2 +} + 2 e^{-} \to Cu

2 {Cl}^{-} \to {Cl}_{2} + 2 e^{-}

2 H_{2} O + 2 e^{-} \to H_{2} + 2 {O H}^{-}

Правило выбора продукта водного электролиза применяют вместе с условием задачи. Концентрация раствора, природа электродов и возможность конкурирующих процессов должны быть указаны или следовать из стандартной школьной модели.

Законы Фарадея и применение электролиза

Электрический заряд При постоянной силе тока заряд равен произведению силы тока на время его прохождения.

Постоянная Фарадея Заряд одного моля электронов в школьных расчётах принимают приблизительно равным 96500 кулонам.

Число электронов После нахождения количества электронов используют полуреакцию. Для одного моля серебра нужен один моль электронов, для одного моля меди из двухвалентного иона — два.

Выход по току Если часть электричества расходуется на побочный процесс, фактическое количество целевого продукта меньше теоретического. В этом случае учитывают заданный выход по току.

Последовательное соединение Через последовательно соединённые электролизёры проходит один и тот же заряд, поэтому количества разных продуктов сравнивают по числу электронов в их полуреакциях.

Гальваностегия Электролиз используют для нанесения металлического покрытия. Толщина покрытия зависит от массы осаждённого металла, его плотности и площади поверхности.

Рафинирование меди Медь переносится с анода на катод: анод растворяется, а на катоде осаждается более чистый металл.

Получение алюминия Алюминий получают электролизом расплава оксида алюминия в криолите. Водный раствор непригоден для выделения металлического алюминия на катоде.

Q = I t

n (e^{-}) = \frac{Q}{F}

m = \frac{M I t}{z F}

Последняя формула предполагает стопроцентный выход по току. Если в условии задан коэффициент выхода, теоретический результат дополнительно умножают на этот коэффициент.

Алгоритм

Алгоритм решения задач

Определите реальные продукты

Не начинайте расчёт до выбора катодной и анодной полуреакций с учётом воды и материала электродов.

Найдите прошедший заряд

Если даны сила тока и время, сначала найдите заряд, а затем переведите его в количество электронов.

Используйте коэффициент электронов

Количество электронов нельзя автоматически приравнивать к количеству вещества продукта: учитывайте заряд иона и полуреакцию.

Проверьте смену процесса

В сложной задаче ион может полностью израсходоваться, после чего на электроде начинается другой процесс, например разряд воды.

Частые ошибки

Частые ошибки в заданиях

На аноде происходит восстановление

Независимо от знака электрода в конкретном типе ячейки анод — место окисления, а катод — место восстановления.

Продукты расплава автоматически переносят на раствор

В водном растворе вода сама участвует в конкурирующих электродных процессах.

Количество электронов равно количеству любого металла

Для однозарядного иона достаточно одного электрона, а для двух- или трёхзарядного требуется соответственно больше.

Растворимый анод считают инертным

Медный или серебряный анод способен окисляться сам, поэтому состав раствора меняется иначе, чем при графитовом или другом инертном аноде.

Забывают про выход по току

Расчёт по закону Фарадея сначала даёт теоретический продукт, после чего учитывают заданную эффективность процесса.

После исчерпания иона продолжают ту же полуреакцию

Если разряжаемый ион полностью израсходован, дальнейший заряд должен обеспечиваться другим возможным электродным процессом.