Question

При электролизе водного раствора гидроксида калия на аноде выделилось 11,2 л (н.у.) газа. Сколько граммов вещества выделилось на катоде?

Answer 1

Дано: электролиз  р-ра КОН
V(на аноде) = 11,2 л
Найти: m(на катоде), г
Решение:
      Диссоциация КОН:   КОН =  К⁺ + ОН⁻
                                           Н₂О ⇄ Н⁺ + ОН⁻
      Известно, что в случае водных растворов наблюдается конкуренция между ионами растворенного вещества и воды за процесс окисления и восстановления. Катионы, стоящие в ряду напряжений от лития до алюминия движутся к катоду, но не восстанавливаются на катоде, так как идет восстановление воды. На аноде идет окисление иона гидроксила.
Кат(-):  2Н₂О + 2е = Н₂↑ + 2ОН⁻   |2
Ан(+):   4ОН⁻ - 4е = О₂↑ + 2Н₂О   |1
     Суммарное уравнение процесса:
2КOH + 2H₂O →(электролиз) → 2КOH + 2H₂↑ + O₂↑
     Химическое количество газа (О₂) на аноде:
n(О₂) = Vан/Vm = 11,2/22,4 = 0,5 (моля)
      По уравнению реакции химическое количество газа (Н₂) на катоде в 2 раза больше, чем (О₂) на аноде 
n(Н₂) = 2n(О₂) = 2*0,5 = 1(моль)
М(Н₂) = 2*1 = 2 (г/моль)
    Масса водорода:  m(Н₂) = n(Н₂)*М(Н₂) = 2*1 = 2 г
Ответ: 2 г