Электролиз водных растворов: виды, полученные из воды, изменяют продукты
Введено| English | Значение |
|---|---|
| inert electrode/ɪˈnɜːt ɪˈlektrəʊd/ | инертный электрод |
| aqueous electrolyte/ˈeɪkwɪəs ɪˈlektrəlaɪt/ | водный электролит |
Что могло бы объяснить это наблюдение?
- Раствор хлорида натрия дает водород на катоде вместо натрия. В растворе присутствуют как ионы растворенной соли, так и виды, образованные водой.
- Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Построение модели
- Для школьной модели инертного электрода, предусмотренной спецификацией, водород образуется на катоде, если растворенный металл более активен, чем водород; менее активный металл, такой как медь, может образовываться вместо него. На аноде образуется кислород, если нет ионов галогенов; при их наличии предсказывается образование галогена. Программа GCSE описывает воду как источник водорода и гидроксид-ионов, которые могут разряжаться.
- водный электролит: Ионный раствор, содержащий воду, используемый в качестве проводящей жидкости; инертный электрод: Электрод, который не предназначен для участия в реакции электролиза в данном электролите.
Какие продукты предсказываются для водного раствора сульфата меди(II) с инертными электродами?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Медь расположена ниже водорода, поэтому Cu2+ восстанавливается до меди на катоде; сульфат-ион не диссоциирует, поэтому у анода выделяется кислород из воды. Водород выделяется только тогда, когда металл более активен, чем водород, а сера никогда не выделяется из сульфата.
Сопоставьте каждый технический термин с его точным определением.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Используйте определения для различения смежных величин и процессов.
Выберите доказательства для проверки
- Раствор хлорида меди(II) поэтому дает медь на катоде и хлор на аноде. Раствор хлорида натрия дает водород и хлор в условиях, одобренных справочником. Сульфат меди(II) дает медь и кислород, а сульфат натрия — водород и кислород. Укажите, что это предсказания для однокомпонентных растворов с инертными электродами; концентрация и материал электродов могут влиять на фактические конкурирующие реакции вне этой простой схемы.
- Определите растворенные положительные и отрицательные ионы, затем включите в объяснение ионы, образованные водой. Применяйте правила для катода и анода отдельно. Используйте только утвержденные для школы разбавленные растворы и источник низкого напряжения, с фиксированным расстоянием между электродами и соответствующей вентиляцией. Наблюдения, связанные с выделением хлора, должны проводиться согласно маломасштабному методу, одобренному техниками; не вдыхайте газы и не получайте его в больших количествах.
Какие две привычки делают расследование или модель в данном случае более обоснованными?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Указание условий и допущений позволяет другим точно воспроизвести работу, а фиксация подтверждающих данных даёт возможность проверить вывод. Сокрытие противоречащих результатов устраняет доказательства, способные оспорить ошибочный вывод, а одно измерение никогда не может обосновать более широкий claim.
Работайте с известными величинами
- Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
- Дано: четыре предоставленных раствора — CuCl₂, NaCl, CuSO₄ и Na₂SO₄ в воде с инертными электродами. Два имеют медные продукты на катоде и два водорода; два имеют предсказания хлора на аноде и два кислорода. Эта классификация считает предсказания по указанным условиям, а не доказательство одинаковых скоростей продуктов или восстановления во всех четырех растворах.
В соответствии с указанными правилами, сколько из водных растворов CuCl₂, NaCl, CuSO₄ и Na₂SO₄ имеют предсказания образования водорода на катоде? Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единицы и интерпретация.
Согласно указанным правилам, во скольких из водных растворов CuCl₂, NaCl, CuSO₄ и Na₂SO₄ прогнозируется выделение водорода на катоде?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Результат — 2 растворов. Дано: CuCl2, NaCl, CuSO4, Na2SO4 (водные растворы, инертные электроды). Правило для катода: медь ниже водорода (CuCl2, CuSO4 дают Cu); натрий выше водорода (NaCl, Na2SO4 дают H2). Ожидается выделение водорода в 2 растворах.
Проверьте вывод и его ограничения
- Растворенный хлорид дает хлор, а не твердые хлорид-ионы, на аноде в данной модели. Водный сульфат не образует серу путем простого удаления названия из формулы. Не применяйте правило бинарного расплава к растворам, содержащим воду.
- Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Вода не может повлиять на продукты, так как отсутствует в формуле соли. Это утверждение ложно: Формула соли не включает растворитель, а не его химию. Вода поставляет H⁺ и OH⁻, которые конкурируют на электродах — именно поэтому электролиз одной и той же соли в расплаве и в водном растворе дает разные продукты.
Электролиз водных растворов: производные от воды частицы изменяют продукты: Водный раствор хлорида меди(II) дает медь на катоде и хлор на аноде. Раствор хлорида натрия дает водород и хлор при условиях, предусмотренных утвержденным справочником. Сульфат меди(II) дает медь и кислород, а сульфат натрия — водород и кислород. Укажите, что это прогнозы для простых систем с одним растворенным веществом и инертными электродами; концентрация и материал электродов могут влиять на фактические конкурирующие реакции за пределами этого простого правила.
Вода не может влиять на продукты, так как она отсутствует в написанной формули соли.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Формула соли не включает растворитель, но это не меняет её химии. Вода обеспечивает H+ и OH-, которые конкурируют на электродах — именно поэтому электролиз одного и того же расплава и водного раствора даёт разные продукты.
Водный раствор ионного соединения, используемый в качестве проводящей жидкости: запишите технический термин.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
водный электролит означает водный раствор ионного соединения, используемый в качестве проводящей жидкости.