Электролиз и гальванический элемент: 11 класс
Превращаем реакции в ток и ток в реакции: ряд напряжений, батарейки, электролиз и борьба с ржавчиной. Ниже — кратко о главном, таблица и частые ошибки.
Все 12 заданий темы — в полном тренажёре
- Подсказка и пошаговое решение каждой задачи
- 5 уроков с теорией и чертежами
- Отчёт для родителя: что решено и где ошибки
Пробуйте. Условия — для родителей
Уровни сложности
В теме 12 заданий на 4 уровнях: разминка, основной, сложный, со звёздочкой.
Электролиз и гальванический элемент — кратко
- Электрохимический ряд напряжений металлов
Металлы, расположенные в порядке возрастания стандартных электродных потенциалов E°: Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, (H2), Cu, Hg, Ag, Pt, Au. Чем левее металл, тем сильнее он как восстановитель (легче отдаёт электроны) и тем слабее окислительные свойства его катиона.
- Электролиз
Электролиз — окислительно-восстановительный процесс, который идёт на электродах при пропускании постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. Катод подключён к отрицательному полюсу источника — на нём идёт восстановление (катионы принимают электроны). Анод подключён к положительному полюсу — на нём идёт окисление (анионы отдают электроны).
- Процессы на катоде (−) в растворе
1) Катионы металлов от Li до Al (в ряду до Al включительно) не восстанавливаются — восстанавливается вода: 2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−. 2) Катионы металлов от Mn до Pb восстанавливаются вместе с водой: на катоде металл и водород. 3) Катионы металлов после водорода (Cu, Ag, Hg, Au) восстанавливаются до металла. Ионы H+ кислот восстанавливаются до H2.
- Коррозия
Коррозия — самопроизвольное разрушение металлов под действием окружающей среды. Химическая коррозия идёт при взаимодействии с сухими газами или неэлектролитами без возникновения тока (окалина на раскалённом железе, окисление в выхлопных трубах). Электрохимическая коррозия идёт в присутствии электролита (влага, солёная вода): на поверхности металла возникают микрогальванические элементы.
Электролиз и гальванический элемент в таблице
| Процесс | Окисление (анод) | Восстановление (катод) | Энергия |
|---|---|---|---|
| прямая ОВР в стакане | на месте контакта | на месте контакта | выделяется теплота |
| гальванический элемент | анод (−) | катод (+) | даёт ток |
| электролиз | анод (+) | катод (−) | потребляет ток |
| коррозия | активный металл | менее активный металл, O2 | теряется впустую |
Пример с ответом
Условие. Пойдут ли реакции: а) Fe + CuSO4; б) Fe + ZnSO4? Запишите уравнение для идущей реакции.
Ответ. Идёт только а: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
2 шага с пояснениями — в полном тренажёре, в уроке «Ряд напряжений. Гальванический элемент».
Открыть разбор →Частые ошибки
-
Ошибка 1Натрий в растворе CuSO4 реагирует с водой: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2, а затем выпадает Cu(OH)2. Меди не будет. Правило вытеснения — для металлов после магния.
-
Ошибка 2В гальваническом элементе анод отрицательный, катод положительный. При электролизе (следующий урок) — наоборот: катод подключён к минусу источника. Общее: на аноде всегда окисление, на катоде — восстановление.
-
Ошибка 3При электролизе катод — отрицательный электрод: к нему притягиваются катионы. Запоминают по созвучию: катионы → катод.
Химия · 11 класс
Что внутри темы
- Урок 1Ряд напряжений. Гальванический элемент
- Урок 2Электролиз расплавов
- Урок 3Электролиз растворов
- Урок 4Коррозия металлов и защита
- Урок 5Проверь себя: ОВР и электрохимия
В полном тренажёре — 5 уроков с теорией и чертежами, задания 3 уровней, подсказки и разбор каждой задачи.
Чему научится ученик
- Предсказывать вытеснение металла из соли по ряду напряжений
- Объяснять работу гальванического элемента
- Записывать процессы на катоде и аноде при электролизе расплава
- Определять продукты электролиза водного раствора соли
- Рассчитывать массу и объём продуктов электролиза
- Объяснять протекторную защиту и защитные покрытия
Ключевые понятия:электрохимический ряд напряженийстандартный электродный потенциалгальванический элементанодкатодсолевой мостикЭДСэлектролизинертный электродрастворимый анодзакон Фарадеяпостоянная Фарадеякоррозияхимическая коррозияэлектрохимическая коррозияпротекторингибитор коррозии
Что требует школьная программа
Использовать электрохимический ряд напряжений металлов для предсказания реакций; описывать устройство и работу гальванического элемента; описывать электролиз расплавов и водных растворов солей, щелочей и кислот, процессы на катоде и аноде; проводить расчёты по закону Фарадея (углублённо); объяснять применение электролиза; описывать химическую и электрохимическую коррозию металлов и способы защиты от неё.
Что повторить и что дальше
Окислительно-восстановительные реакцииХимия, 11 класс
Химия, 11 классВопросы
Электролиз и гальванический элемент · 11 классВ каком классе проходят тему «Электролиз и гальванический элемент»?
В 11 классе, предмет «Химия».
Что повторить перед этой темой?
Окислительно-восстановительные реакции (11 класс).
Что можно решить бесплатно?
Несколько задач прямо на этой странице. Подсказки, пошаговые решения и задания всех уровней — в полном тренажёре, первые 14 дней бесплатно.
Все темы 11 класса и отчёт для родителя
Первые 14 дней полный тренажёр бесплатно.
