лабораторная. Лабораторная работа. Гальванический элемент

• Название: Лабораторная работа. Гальванический элемент
• Анкор: лабораторная
• Дата: 21.12.2021
• Размер: 30.38 Kb.
• Имя файла: Laboratornaya_rabota_Galvanicheskii_774_element_Elektroliz_rastv.docx
• Тип: Лабораторная работа; #312445

Лабораторная работа.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ.

ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Цель работы:

изучение принципа действия гальванического элемента и процессов электролиза водных растворов некоторых солей.

Выполнение работы.
Опыт 1. Изготовление медно − цинкового гальванического элемента
В один микростаканчик налейте почти доверху 1 М раствор сульфата цинка и опустите цинковый стержень, в другой налейте 1 М раствор сульфата меди(II) и опустите медный стержень. Соедините растворы электролитическим ключом, заполненным насыщенным раствором хлорида калия, а опущенные стержни – проводником первого рода с гальванометром. Наблюдайте отклонение стрелки последнего, указывающее на возникновение электрического тока, обусловленного различной величиной электродных потенциалов цинка и меди.

Запишите данные опыта по следующей форме.
Результаты опыта

Значения стандартных электродных потенциалов цинка и меди (Е0, В)	Е0 (Zn2+/Zn0) = _____ -0,76 В_____ В Е0 (Cu2+/Cu0) = _____ +0,34 В_____ В
Схема гальванического элемента	Aнод Zn / (0,1М) // (0,001М) / Cu Kатод
Процесс на аноде	Zn – 2e =>
Процесс на катоде	+ 2e => Cu
Направление движения электронов по проволоке (во внешней цепи)
Уравнение токообразующей реакции	Zn + => + Cu0
Значение стандартной ЭДС медно-цинкового гальванического элемента ΔЕ0, B	ΔE = Eкатод  Eанод=0,34-(-0,76)=1,1 В

Опыт 2. Электролиз водных растворов солей с нерастворимым анодом
Опыты по электролизу водных растворов как с нерастворимыми (инертными) электродами, так и с растворимым анодом проводите в электролизере, представляющем собой U-образную трубку высотой 5 – 6 см и диаметром 0,6 см.



Рисунок 1. Общая схема электролизера.

Электродами служат графитовые стержни и кусочки проволоки из соответствующих металлов, вставленные в резиновые пробки (рисунок 1). Пробки в электролизер вставляйте неплотно. Источником тока является ток от сети, поданный через выпрямитель. Во всех опытах электролизер заполните раствором электролита на 2/3 своего объема и закрепите в штативе. Электролизер и электроды перед каждым опытом тщательно промывайте дистиллированной водой.

1. 
   Электролиз хлорида олова (II)
   

Заполните электролизер раствором хлорида олова (II). В оба колена опустите графитовые электроды и соедините их с источником постоянного тока. Через 3 – 4 мин пропускания тока выньте из электролизера графитовый анод, прибавьте в раствор 3 – 4 капли раствора иодида калия и столько же крахмального клейстера и наблюдайте изменение окраски раствора. Запишите данные опыта по следующей форме.
Результаты опыта

Наблюдаемые явления на катоде
Уравнение катодного процесса
Наблюдаемые явления на аноде. (Какой газ образуется на аноде? Каким образом можно доказать его наличие? Напишите уравнение соответствующей реакции).	_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнение анодного процесса
Суммарное уравнение электролиза водного раствора хлорида олова (II)

2. 
   Электролиз иодида калия
   

Налейте в пробирку на 3/4 ее объема раствор иодида калия и добавьте по 5 – 6 капель фенолфталеина и крахмального клейстера. Перемешайте раствор и перелейте в электролизер. Опустите в оба колена электролизера графитовые электроды и подключите их к источнику постоянного тока. Запишите результаты опыта по следующей форме.
Результаты опыта

Наблюдаемые явления на катоде и в катодном пространстве. Чем обусловлено изменение окраски раствора в катодном пространстве?	_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнение катодного процесса
Наблюдаемые явления на аноде и в анодном пространстве. Чем обусловлено изменение окраски раствора в анодном пространстве?	____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнение анодного процесса
Суммарное уравнение электролиза водного раствора иодида калия

3. 
   Электролиз соли меди(II) с медным анодом
   

Налейте в электролизер раствор сульфата меди. Опустите в одно колено электролизера графитовый электрод и соедините его с катодом постоянного источника тока. В другое колено опустите медный электрод и присоедините его к положительному полюсу (анод). Запишите результаты опыта по следующей форме.

Результаты опыта

Наблюдаемые явления на катоде
Уравнение катодного процесса
Наблюдаемые явления на аноде
Уравнение анодного процесса
Суммарное уравнение электролиза водного раствора сульфата меди(II)

Задания для самоконтроля

1. 
   Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном
   из которых никель является катодом, в другом — анодом. Напишите уравнения процессов, протекающих во время работы элементов, и вычислите ЭДС при использовании 1 М растворов солей.
   

2. 
   Какие процессы происходят на электродах цинкового концентрационного гальванического элемента, если один из них погружен в 1М раствор сульфата цинка, а другой – в 10^─3 М раствор сульфата цинка? В каком направлении движутся электроны во внешней цепи? Составьте схему данного гальванического элемента и рассчитайте его ЭДС.
   

3. 
   Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе: а) раствора серной кислоты (анод − железный); б) расплава нитрата серебра (электроды угольные). Сколько литров газа выделится в варианте “б”, если электролиз проводить в течение 30 мин при силе тока 13 А? Выход по току составляет 91 %.