Конечно, давайте разберем продукты электролиза для двух веществ: хлорида меди(II) и сульфата меди(II).
а) Хлорид меди(II) (CuCl₂)
1. Электролиз раствора хлорида меди(II)
Когда проводят электролиз водного раствора CuCl₂, происходят следующие процессы:
На катоде (отрицательный электрод):
Водные растворы содержат ионы Cu²⁺ и H⁺. В данном случае, медь восстанавливается легче, чем водород, поэтому на катоде происходит восстановление ионов меди:
[
\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}(s)
]
В результате на катоде выделяется металлическая медь.
На аноде (положительный электрод):
На аноде происходит окисление ионов хлора:
[
2\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2(g) + 2e^-
]
В результате на аноде выделяется хлор в газообразной форме (Cl₂).
Таким образом, продукты электролиза раствора хлорида меди(II) — это металлическая медь (на катоде) и газообразный хлор (на аноде).
2. Электролиз расплава хлорида меди(II)
В случае расплава хлорида меди(II) вода отсутствует, и процесс идет только с самими ионами Cu²⁺ и Cl⁻:
На катоде:
[
\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}(s)
]
На катоде также выделяется металлическая медь.
На аноде:
[
2\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2(g) + 2e^-
]
На аноде выделяется газообразный хлор.
Продукты электролиза расплава хлорида меди(II) аналогичны раствору: металлическая медь на катоде и газообразный хлор на аноде.
б) Раствор сульфата меди(II) (CuSO₄)
1. Электролиз раствора сульфата меди(II)
Для водного раствора CuSO₄ процессы будут следующими:
На катоде:
[
\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}(s)
]
На катоде выделяется металлическая медь.
На аноде:
В растворе присутствуют ионы SO₄²⁻ и ОН⁻ (из воды). Сульфат-ионы (SO₄²⁻) не окисляются на аноде, вместо этого окисляется вода:
[
2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{O}_2(g) + 4\text{H}^+ + 4e^-
]
В результате на аноде выделяется газообразный кислород (O₂).
Продукты электролиза раствора сульфата меди(II) — это металлическая медь (на катоде) и газообразный кислород (на аноде).
Сравнение продуктов
- Для хлорида меди(II): и в растворе, и в расплаве продукты одинаковы — медь на катоде и хлор на аноде.
- Для сульфата меди(II): в растворе продукты — медь на катоде и кислород на аноде.
Таким образом, различия в продуктах электролиза зависят от природы электролита и его состояния (раствор или расплав).