6. Написать уравнения реакций, протекающих при электролизе раствора CdCl2 с нерастворимым Pt анодом. Рассчитать количество веществ, выделившихся на электродах через 1 час при силе тока 6,7 А. Как изменится масса анода, если платину (Pt) заменить на кадмий (Cd).

Объяснение:

6. Написать уравнения реакций, протекающих при электролизе раствора CdCl2 с нерастворимым Pt анодом. Рассчитать количество веществ, выделившихся на электродах через 1 час при силе тока 6,7 А. Как изменится масса анода, если платину (Pt) заменить на кадмий (Cd).

 Cтандартный  электродный  потенциал  кадмия  

φ⁰Cd²⁺/Cd⁰  = - 0,403 B.  Поэтому  при  электролизе  водного  раствора  хлорида  кадмия  на  катоде  будет  протекать  восстановление  катионов  кадмия  и  частично  восстановление  молекул  воды.  На  аноде  будет  протекать  окисление  хлорид-ионов.

 На  катоде  Cd²⁺  + 2e  =  Cd⁰  

                      2H2O  +2e  =  H₂⁰   +  2OH⁻

  На  аноде  2Сl⁻  - 2e  =  Cl₂

Приравнивание   число электронов  на  катоде  и  аноде  получаем

общее  уравнение  электролиза

2СdCl2  +  2H2O -------------->  Cd⁰  +  H₂⁰↑  + 2Cl₂⁰↑  + Cd(OH)₂↓

Потенциал выделения кадмия значительно больше потенциала выделения   водорода, поэтому на катоде основным процессом будет выделение кадмия.

                      Cd2+ + 2e = Cd (быстро).

Побочным – выделение водорода.

                      2Н+ + 2е = Н2 (медленно).

Время электролиза  1 час  или 3600 с , сила  тока  6,7 А.  молярная  масса  эквивалента  кадмия 56,2  г/моль,  молярная  масса  эквивалента  хлора  35,5

              6,7 × 3600 × 56,2

m(Cd) = -------------------------- ≈ 13-14 г

                    96500

Точнее  сказать  нельзя  поскольку  часть   количества  электричества   на  катоде  будет  израсходована  на восстановление   воды.

         6,7 × 3600 × 35,5

m(Cl2) = -------------------------- = 8,9  г

                    96500

Если  заменить  платиновый  анод  на  кадмиевый,   то  то  на  аноде  будет   протекать   процесс   окисления  материала  анода:

  Cd⁰  -  2e  =  Cd²⁺  и  при  прочих  равных  условиях  электролиза  масса анода  уменьшится   на  14 г.