Milling-master.ru

В помощь хозяину
662 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Наиболее технологичным и эффективным способом выделения металлов

Окислительно-восстановительные реакции

К окислительно-восстановительным относится реакция, схема которой имеет вид …

Схема, которая соответствует процессу окисления, имеет вид …

1) P 0 →P +5

Схема процесса, в котором происходит восстановление серы, имеет вид …

2)

3)

4)

К окислительно-восстановительным не относится реакция, схема которой имеет вид …

1)

2)

3)

4)

Сумма коэффициентов в уравнении окислительно-восстановительной реакции KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O равна …

2) 21

Коэффициент перед формулой окислителя в уравнении окислительно-восстановительной реакции NaClO3 + HCl →NaCl + Cl2 + H2O равен …

1) 2 2) 3 3) 14) 6

1) 32) 1 3) 5 4) 6

1) 102 2) 294 3) 98 4) 34

Значение ЭДС гальванического элемента , состоящего из ртутного и кадмиевого электродов при стандартных условиях, равно ______ В

1) 1,25 2) – 1,25 3) 0,45 4) – 0,45

Значение ЭДС гальванического элемента, состоящего из медного и магниевого электродов, погруженных в 0,1М растворы их нитратов, равно ___ В ( , ).

2) 2,70

При работе гальванического элемента, состоящего из цинкового и никелевого электродов, погруженных в 0,1М растворы их сульфатов, на катоде протекает реакция, уравнение которой имеет вид …

1) Zn 2+ + 2e = Zn 0

2) Ni 2+ + 2e = Ni 0

3) Ni 0 — 2e = Ni 2+

4) Zn 0 — 2e = Zn 2+

Значение ЭДС гальванического элемента, состоящего из медного и кадмиевого электродов, погруженных в 0,1М растворы их нитратов, можно увеличить, если …

1) увеличить концентрацию нитрат-ионов

2) уменьшить концентрацию нитрата меди (II)

3) уменьшить концентрацию нитрата кадмия

4) увеличить концентрацию нитрата кадмия

При добавлении щелочи в раствор, содержащий ионы железа (II), значение ЭДС гальванического элемента Fe 0 | Fe 2+ | Ni 2+ |Ni 0 …

1) увеличится

3) станет равным нулю

Объем хлора, который образуется на инертном аноде при пропускании тока силой 10,8 А в течение 4 часов через раствор хлорида натрия, составляет ____ л (н. у.) (Выход по току 100%; F = 96500 Кл/моль).

1) 18 2) 36 3) 45 4) 54

Масса серебра, выделившегося на катоде при пропускании тока силой 19,3 А в течение 50 минут через раствор нитрата серебра с выходом по току 100 %, составляет ____ г (F = 96500 Кл/моль).

Ответ: 64,8 г

Наиболее технологичным и эффективным способом выделения металлов из растворов является электролиз. Если годовой объем очищаемой воды равен 1000 м 3 , а содержание в нем ионов Pt 4+ в виде анионных комплексов составляет 7,8 мг/дм 3 , то время, необходимое для выделения всей платины электролизом при силе тока 11,9 А и выходе по току 100 %, составит ______ суток. (Ответ привести с точностью до целых; Ar(Pt) = 195; F = 96500 Кл/моль.)

Ответ: 15 суток

При электролизе водного раствора нитрата серебра с инертными электродами на катоде происходит выделение вещества, формула которого имеет вид …

При электролизе 200 г расплава гидроксида натрия (выход по току составляет 100%) на инертном аноде образуется ____ л кислорода (н.у.).

1) 56 2) 28 3) 7 4) 112

Сточные воды некоторого промышленного предприятия содержат соли тяжелых металлов, неорганические кислоты, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие загрязнители окружающей среды. Наиболее технологичным и эффективным способом выделения металлов из растворов является электролиз. Если годовой объем очищаемой воды равен 1000 м 3 , а содержание в нем ионов в виде анионных комплексов составляет 8,7 мг/дм 3 , то время, необходимое для выделения всего золота электролизом при силе тока 14,79 А и выходе по току 100 %, составит ______ суток. (Ответ привести с точностью до целых; Ar(Au) = 197; F = 96500 Кл/моль.)

Ответ: 10 суток

Сточные воды некоторого промышленного предприятия содержат соли тяжелых металлов, неорганические кислоты, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие загрязнители окружающей среды. Они в виде взвеси поступают на очистные сооружения.
Наиболее технологичным и эффективным способом выделения металлов из растворов является электролиз. Если годовой объем очищаемой воды равен 1000 м 3 , а содержание в ней ионов Cr 3+ составляет 12,6 мг/дм 3 , то время, необходимое для выделения всего хрома электролизом при силе тока 22,3 А и выходе по току 80 %, составит ______ суток.
(Ответ привести с точностью до целых; Ar(Cr) = 52; F = 96500 Кл/моль.)

Ответ: 45 суток

Сточные воды некоторого промышленного предприятия содержат соли тяжелых металлов, неорганические кислоты, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие загрязнители окружающей среды. Они в виде взвеси поступают на очистные сооружения. Наиболее технологичным и эффективным способом выделения ценных металлов из растворов является электролиз. Если годовой объем очищаемой воды равен 1000 м 3 , а содержание в ней ионов Ru 4+ в виде анионных комплексов составляет 0,05 мг/дм 3 , то время, необходимое для выделения всего рутения электролизом при силе тока 13,25 А и выходе по току 80 %, составит ______5 часов.
(Ответ привести с точностью до целых; Ar(Ru) = 101; F = 96500 Кл/моль.)
Ответ: 5 часов

Сточные воды некоторого промышленного предприятия содержат соли тяжелых металлов, неорганические кислоты, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие загрязнители окружающей среды.
Наиболее технологичным и эффективным способом выделения металлов из растворов является электролиз. Если годовой объем очищаемой воды равен 1000 м 3 , а содержание в нем ионов Co 2+ составляет 15,8 мг/дм 3 , то время, необходимое для выделения всего кобальта электролизом при силе тока 18,69 А и выходе по току 80 %, составит ______ 40 суток. (Ответ привести с точностью до целых; Ar(Co) = 59; F = 96500 Кл/моль.)

Ответ: 40 суток

При работе гальванического элемента, состоящего из цинкового и никелевого электродов, погруженных в 0,1М растворы их сульфатов, на катоде протекает реакция, уравнение которой имеет вид …

1) Ni 2+ + 2e = Ni 0

2) Ni 0 — 2e = Ni 2+

3) Zn 2+ + 2e = Zn 0

4) Zn 0 — 2e = Zn 2+

При работе гальванического элемента, состоящего из железного и никелевого электродов, погруженных в 0,5М растворы их сульфатов, на аноде протекает реакция, уравнение которой имеет вид …

1) Ni 2+ + 2e = Ni 0

2) Ni 0 — 2e = Ni 2+

3) Fe 2+ + 2e = Fe 0

4) Fe 0 — 2e = Fe 2+

Масса серебра, выделившегося на катоде при пропускании тока силой 19,3 А в течение 50 минут через раствор нитрата серебра с выходом по току 100 %, составляет ____ г

Читать еще:  При бездоменной технологии получения металла отсутствует стадия

1) 64,8

Сила тока, которую необходимо поддерживать для получения 16,2 г серебра путем электролиза раствора нитрата серебра за 30 минут, составляет ____ А (выход по току 100%, ).

1) 4 2) 8 3) 16 4)12

В результате полного электролиза водного раствора нитрата серебра с инертными электродами образуется раствор, значение рН которого …

3) — — 2e = Cl2

Сумма коэффициентов в общем уравнении электролиза раствора хлорида меди (II) с инертными электродами равна …

Сумма коэффициентов в общем уравнении электролиза водного раствора йодида калия с инертными электродами равна …

1) 8

При нарушении никелевого покрытия на железном изделии в кислой среде на аноде будет протекать реакция, уравнение которой имеет вид …

1)

2) Ni 2+ + 2e = Ni 0

3) Fe 0 — 2e = Fe 2+

4) Ni 0 — 2e = Ni 2+

При нарушении оловянного покрытия на железном изделии в кислой среде на аноде будет протекать реакция, уравнение которой имеет вид …

1) Sn 0 — 2e = Sn 2+

2)

3) Fe 2+ + 2e = Fe 0

4) Fe 0 — 2e = Fe 2+

При нарушении серебряного покрытия на никелевом изделии в кислой среде на катоде будет протекать реакция, уравнение которой имеет вид …

1)

2) Ni 2+ + 2e = Ni 0

3) Ni 0 — 2e = Ni 2+

Время, необходимое для получения 9,6 г меди путем электролиза раствора сульфата меди (II) при силе тока 25 А, составляет ____ минуты (выход по току составляет 100%, F = 96500 Кл/моль).

2) 19,3

Формула вещества, которое способно проявлять и окислительные, и восстановительные свойства, имеет вид …

Формула вещества, которое способно проявлять свойства как окислителя, так и восстановителя, имеет вид …

Металлом, который нельзя получить электролизом водного раствора его соединения, является…

1) Ba

В окислительно-восстановительной реакции сера …

1) является только окислителем

2) является и окислителем, и восстановителем

3) является только восстановителем

4) не проявляет окислительно-восстановительных свойств

Одинаковые продукты образуются на инертных электродах при электролизе расплава и водного раствора соединения, формула которого …

1) CuBr2 2) CuSO4 3) AgF 4)AgBr

Формула вещества, которое способно проявлять только восстановительные свойства, имеет вид …
1) NaI

Формула соли, раствор которой после электролиза с инертными электродами обладает рН 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ , последовательность выделения металлов на инертном катоде имеет вид …

Міністерство освіти та науки, молоді та спорту України

Высокомолекулярные вещества, содержащие повторяющиеся моносахаридные остатки одного или нескольких видов, называются .

ЗАДАНИЕ N 33 отправить сообщение разработчикам
Тема: Жиры и липиды

Процесс образования жиров из углеводов в организме человека наиболее активно протекает в .

Решение:
Синтез жиров из углеводов в организме человека наиболее активно протекает в печени.

ЗАДАНИЕ N 34 отправить сообщение разработчикам
Кейс-задания: Кейс 1 подзадача 1

Сточные воды некоторого промышленного предприятия содержат соли тяжелых металлов, неорганические кислоты, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие загрязнители окружающей среды. Они в виде взвеси поступают на очистные сооружения. В процессе их очистки происходят процессы нейтрализации, коагуляции, осаждения, фильтрации и извлечения веществ, которые могут быть реализованы или использованы повторно.

В процессе очистки промышленных сточных вод происходит образование коллоидных растворов. Для их разрушения и коагуляции обычно применяются растворы электролитов. Если исходные сточные воды содержали поверхностно-активные вещества на основе алкилсульфатов общей формулы (ПАВ анионоактивного характера), то наибольшей коагулирующей способностью будет обладать раствор .

Решение:
Согласно правилу Шульце — Гарди, наибольшей коагулирующей способностью по отношению к коллоидным частицам с отрицательным зарядом обладают катионы с наибольшим значением положительного заряда. Данным условиям удовлетворяет сульфат алюминия —

ЗАДАНИЕ N 35 отправить сообщение разработчикам
Кейс-задания: Кейс 1 подзадача 2

Сточные воды некоторого промышленного предприятия содержат соли тяжелых металлов, неорганические кислоты, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие загрязнители окружающей среды. Они в виде взвеси поступают на очистные сооружения. В процессе их очистки происходят процессы нейтрализации, коагуляции, осаждения, фильтрации и извлечения веществ, которые могут быть реализованы или использованы повторно.

Для осаждения большинства ионов тяжелых металлов из сточных растворов часто применяется гидроксид кальция (гашеная известь). Если годовой объем очищаемой воды равен 2000 м 3 , а содержание в нем ионов составляет 140 мг/дм 3 , то с учетом 10 %-го избытка реагента, необходимого для полного осаждения, расход гидроксида кальция составит ___ кг в год.
(Ответ привести с точностью до целых; Ar(Fe) = 56.)

Решение:
Согласно уравнению реакции и формулам: и

ЗАДАНИЕ N 36 отправить сообщение разработчикам
Кейс-задания: Кейс 1 подзадача 3

Сточные воды некоторого промышленного предприятия содержат соли тяжелых металлов, неорганические кислоты, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие загрязнители окружающей среды. Они в виде взвеси поступают на очистные сооружения. В процессе их очистки происходят процессы нейтрализации, коагуляции, осаждения, фильтрации и извлечения веществ, которые могут быть реализованы или использованы повторно.

Наиболее технологичным и эффективным способом выделения металлов из растворов является электролиз. Если годовой объем очищаемой воды равен 1000 м 3 , а содержание в нем ионов в виде анионных комплексов составляет 8,7 мг/дм 3 , то время, необходимое для выделения всего золота электролизом при силе тока 14,79 А и выходе по току 100 %, составит ___ суток.
(Ответ привести с точностью до целых; Ar(Au) = 197; F = 96500 Кл/моль.)

Решение:
Согласно уравнению катодного процесса (без учета процессов комплексообразования) и формулам: и суток.

ЗАДАНИЕ N 37 отправить сообщение разработчикам
Кейс-задания: Кейс 2 подзадача 1

Объектами исследования некоторой аналитической лаборатории являются водные растворы, которые содержат соли металлов, неорганические кислоты и основания, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие химические соединения. Используя различные химические и физико-химические методы в лаборатории, устанавливается качественный и количественный состав анализируемых объектов.

Используя имеющееся на экране монитора оборудование и реактивы, определите катион, содержащийся в растворе, который находится в пробирках, помещенных в штатив. Для выполнения эксперимента в каждую пробирку необходимо добавить только один из реагентов, находящихся в склянках.
В ответе укажите номер катиона:
1)
2)
3)
4)

Решение:
Согласно уравнению реакции при добавлении раствора образуется раствор кроваво-красного цвета. Следовательно, в растворе присутствует ион
Ответ:

ЗАДАНИЕ N 38 отправить сообщение разработчикам
Кейс-задания: Кейс 2 подзадача 2

Объектами исследования некоторой аналитической лаборатории являются водные растворы, которые содержат соли металлов, неорганические кислоты и основания, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие химические соединения. Используя различные химические и физико-химические методы в лаборатории, устанавливается качественный и количественный состав анализируемых объектов.

Читать еще:  Технология сборки металлоконструкций реферат

Используя имеющееся на экране монитора оборудование и реактивы, проведите кислотно-основное титрование раствора гидроксида натрия неизвестной концентрации раствором соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,10 моль/л. Экспериментально определите объем титранта и рассчитайте массу гидроксида натрия, содержащуюся в 1 л этого раствора. (Ответ приведите в г с точностью до десятых, например 4,2.)
Последовательность экспериментальных действий:
1. В стакан с водой при помощи пипетки перенести 15 мл раствора NaOH.
2. Добавить индикатор.
3. Открывая кран бюретки, порциями прибавлять в стакан для титрования раствор титранта, делая паузу (5-10 секунд) после каждого добавления.
4. Прекратить титрование, когда жидкость в стакане обесцветится.
5. Зафиксировать объем раствора кислоты в бюретке.

Решение:
Уравнение реакции имеет вид
Объем раствора соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,10 моль/л, определенный экспериментально, составляет 10,5 мл.
Согласно выражению закона эквивалентов
и формулам и получаем

ЗАДАНИЕ N 39 отправить сообщение разработчикам
Кейс-задания: Кейс 3 подзадача 1

Промышленное получение некоторых простых веществ (металлов, водорода и др.) основано на окислительно-восстановительных реакциях их оксидов с углеродом, в которых углерод является и реагентом-восстановителем, и реагентом-источником тепловой энергии. Другие методы их получения и дальнейшее использование образующихся продуктов определяются их физическими, химическими свойствами и условиями проведения реакций.

В процессе получения марганца в промышленности возможно использование реакции угля с оксидом марганца (II) Теплота, необходимая для осуществления процесса, обеспечивается горением углерода. Если энтальпии образования оксида марганца (II), угарного и углекислого газов равны: -385, -111 и -394 кДж/моль соответственно, то для получения 825 кг марганца потребуется ___ кг углерода.
(Потерями углерода на побочные процессы пренебречь; ответ привести с точностью до целого значения; Ar(Mn) = 55.)

Решение:
Согласно уравнениям реакций и закону Гесса и формулам: и

ЗАДАНИЕ N 40 отправить сообщение разработчикам
Кейс-задания: Кейс 3 подзадача 2

Промышленное получение некоторых простых веществ (металлов, водорода и др.) основано на окислительно-восстановительных реакциях их оксидов с углеродом, в которых углерод является и реагентом-восстановителем, и реагентом-источником тепловой энергии. Другие методы их получения и дальнейшее использование образующихся продуктов определяются их физическими, химическими свойствами и условиями проведения реакций.

Металлами, которые при комнатной температуре растворяются в разбавленной, но не растворяются в концентрированной серной кислоте, являются .

Демонстрационный вариант теста

Демонстрационный вариант теста

      Содержание педагогических измерительных материалов (ПИМ)

Блок 1. Темы

Тема 1. Строение атома и периодическая система
Тема 2. Химическая связь и строение вещества
Тема 3. Классы неорганических соединений
Тема 4. Равновесия в растворах электролитов. Электролитическая диссоциация. Реакции ионного обмена. Гидролиз солей
Тема 5. Окислительно-восстановительные реакции
Тема 6. Количественный химический анализ
Тема 7. Высокомолекулярные соединения (ВМС)
Тема 8. Основы химической термодинамики
Тема 9. Химическая кинетика и катализ. Химическое равновесие
Тема 10. Электрохимические процессы. Гальванический элемент. Коррозия металлов
Тема 11. Электрохимические процессы. Электролиз
Тема 12. Дисперсные системы. Коллоидные растворы
Количество тем: 12

Блок 2. Модули

Модуль 1. Строение атома и периодическая система. Химическая связь и строение вещества
Модуль 2. Окислительно-восстановительные реакции
Модуль 3. Количественный химический анализ
Модуль 4. Основы химической термодинамики
Модуль 5. Общие свойства растворов
Модуль 6. Дисперсные системы. Коллоидные растворы
Количество модулей: 6
Примечание: Один модуль может содержать несколько тем.

Блок 3. Кейс-задания

Кейс-задания по дисциплине

Количество кейс-заданий: 3
Примечание: Одно кейс-задание может объединять несколько модулей.

Блок 1.

– выберите один вариант ответа).

Число нейтронов совпадает с числом протонов в ядре атома изотопа …

    1) 2) 3) 4)

– выберите один вариант ответа).

Формула молекулы вещества, в которой реализуется только ковалентный полярный тип связи, имеет вид …

    1) CO 2) CaO 3) 4)

– выберите один вариант ответа).

Формула оксида, при растворении которого в воде образуется кислота общей формулы имеет вид …

    1) 2) 3) 4)

– выберите один вариант ответа).

Наибольшее число ионов образуется при диссоциации в воде 1 моль соли, формула которой …

    1) 2) 3) 4)

– выберите один вариант ответа).

К окислительно-восстановительным относится реакция, схема которой имеет вид …

    1) 2) 3) 4)

– выберите один вариант ответа).

Формула вещества, 0,01 М раствор которого характеризуется наибольшим значением рН, имеет вид …

    1) 2) 3) 4)

– выберите один вариант ответа).

Основным отличием реакций поликонденсации от процессов полимеризации является …

    1) образование побочных низкомолекулярных продуктов 2) отсутствие побочных низкомолекулярных продуктов 3) образование высокопрочных полимеров 4) образование продуктов нелинейного строения

– выберите один вариант ответа).

Процесс, протекающий при постоянном значении температуры в системе, называется …

    1) изотермическим 2) изобарическим 3) адиабатическим 4) изохорическим

– выберите один вариант ответа).

При увеличении давления в системе в 3 раза скорость элементарной гомогенной реакции _________ раз.

    1) увеличится в 9 2) увеличится в 6 3) уменьшится в 9 4) уменьшится в 6

– выберите один вариант ответа).

При нарушении оловянного покрытия на железном изделии в кислой среде на аноде будет протекать реакция, уравнение которой имеет вид …

    1) 2) 3) 4)

– выберите один вариант ответа).

При электролизе водного раствора хлорида кальция на инертном аноде протекает процесс, уравнение которого имеет вид …

    1) 2) 3) 4)

– выберите один вариант ответа).

Коллоидная частица, образующаяся при взаимодействии избытка разбавленного раствора нитрата бария с раствором серной кислоты, в постоянном электрическом поле будет …

    1) двигаться к катоду 2) двигаться к аноду 3) оставаться неподвижной 4) совершать колебательные движения

Блок 2.

– установите соответствие между элементами двух множеств).

Установите соответствие между формулой молекулы или иона и типом гибридизации валентных орбиталей центрального атома.


    1) 2) 3) 4) 5)

– выберите два и более вариантов ответа).

Для окислительно-восстановительной реакции коэффициенты перед веществом-окислителем и веществом-восстановителем равны ____ и ____, соответственно.

    1) 1 2) 6 3) 3 4) 5

Задание 15 ( – введите ответ в поле ).

Объем 0,1 М раствора необходимый для нейтрализации раствора гидроксида бария, содержащего 0,171 г равен ____ мл.
(Ответ привести с точностью до целого значения.)

Читать еще:  Металлообработка что это такое

– выберите два и более вариантов ответа).

Согласно термохимическому уравнению

для получения 275 г марганца потребуется ____ кДж теплоты, при этом выделится _____ л оксида углерода (II) (н.у.).

    1) 1465 2) 224 3) 2930 4) 112

Задание 17 ( – введите ответ в поле ).

Осмотическое давление раствора, содержащего 27 г глюкозы в 500 мл раствора при 298 К, равно _____ кПа.
(Ответ привести с точностью до целого значения; R = 8,31 Дж/моль∙К.)

– выберите два и более вариантов ответа).

Дымовая завеса относится к дисперсным системам, в которых дисперсная фаза находится в _________ состоянии, а дисперсионная среда – в ________ агрегатном состоянии.

    1) твердом 2) газообразном 3) жидком 4) гелеобразном

Блок 3.

Задание 19 (Кейс-задание).

Сточные воды некоторого промышленного предприятия содержат соли тяжелых металлов, неорганические кислоты, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие загрязнители окружающей среды. Они в виде взвеси поступают на очистные сооружения. В процессе их очистки происходят процессы нейтрализации, коагуляции, осаждения, фильтрации и извлечения веществ, которые могут быть реализованы или использованы повторно.

– выберите один вариант ответа).

В процессе очистки промышленных сточных вод происходит образование коллоидных растворов. Для их разрушения и коагуляции обычно применяются растворы электролитов. Если исходные сточные воды содержали соли высших алифатических карбоновых кислот общей формулы (ПАВ анионоактивного характера), то наибольшей коагулирующей способностью будет обладать раствор …

    1) 2) 3) 4)

Задание 19.2 ( – введите ответ в поле ).

Для осаждения большинства ионов тяжелых металлов из сточных растворов часто применяется гидроксид кальция (гашеная известь). Если годовой объем очищаемой воды равен 1000 м3, а содержание в нем ионов составляет 320 мг/дм3, то с учетом 10 %-го избытка реагента, необходимого для полного осаждения, расход гидроксида кальция составит _____ кг в год.
(Ответ привести с точностью до целых; Ar(Cu) = 64.)

Задание 19.3 ( – введите ответ в поле ).

Наиболее технологичным и эффективным способом выделения металлов из растворов является электролиз. Если годовой объем очищаемой воды равен 1000 м3, а содержание в нем ионов составляет 32 мг/дм3, то время, необходимое для выделения всей меди электролизом при силе тока 22,3 А и выходе по току 100 %, составит ______ суток.
(Ответ привести с точностью до целых; Ar(Cu) = 64; F = 96500 Кл/моль.)

Электролитическое выделение металлов из расплавов

Цементацию можно назвать электрохимическим процессом, который часто называют внутренним электролизом. Т.е. электрохимические процессы, вызванные передачей электронов одним металлом другому, могут вызвать протекание электрического тока.

Если электрохимические процессы могут вызвать протекание электрического тока, то, наоборот, воздействие электрического тока может вызвать протекание электрохимических процессов.

3. Электролитическое выделение металлов (электрометаллургия)

Наиболее распространенным способом выделения металлов из растворов является электролиз с нерастворимыми анодами.

Электролизом или электролитическим выделением (в данном случае металла), называются химические явления, возникающие при прохождении постоянного электрического тока через раствор (расплав) электролита.

В раствор электролита, например CuSO4, погружаются два проводника (электрода), соединенные с источником тока и помещенные на некотором расстоянии друг от друга. Таким образом, на некотором участке ток проходит через раствор соединения металла. При прохождении тока через раствор протекает ряд электрохимических процессов, в результате которых на одном электроде (отрицательном) — катоде осаждается металл, на другом (положительном) — аноде выделяются другие продукты (в водных растворах большей частью выделяется кислород).

Если электролизу подвергается сернокислый раствор, в котором металл присутствует в виде ионов Ме +2 , то они разряжаются у катода и образуют кристаллический осадок на катоде, т. е. у катода происходит реакция:

У анода происходит образование серной кислоты, сопровождающееся выделением кислорода:

По мере осаждения металла на катоде в процессе электролиза, концентрация его в растворе уменьшается, содержание же серной кислоты постепенно увеличивается.

Таков, например, процесс электролитического осаждения меди:

На основании закона Фарадея для осаждения одного грамм-эквивалента какого-либо иона необходимо употребить 96500 кулонов. Это количество электричества осаждает 63,6 г меди из солей одновалентной меди и половину этого количества из солей двухвалентной меди, например CuSO4.

Некоторые металлы нельзя выделить цементацией и электролизом из водных растворов. К таким металлам относятся в частности алюминий, магний и другие легкие металлы.

Причина невозможности выделения алюминия, магния и других металлов из водных растворов заключается в том, что эти металлы обладают большим электроотрицательным потенциалом. Попытка цементации алюминия из его соединения в водном растворе другим металлом с еще большим электроотрицательным потенциалом; (например натрием) приведет к тому, что вместо алюминия будет выделяться водород, причем будет выделяться ранее, чем алюминий. Выделение алюминия начнется только тогда, когда в растворе не будет водорода, а это произойдет лишь тогда, когда в смеси с алюминиевой солью не будет воды. Таким образом, из водных растворов выделение алюминия невозможно.

По этой же причине невозможно электролитическое выделения алюминия из водных растворов — на катоде будет выделяться более электроположительный металл — газообразный водород, который будет выделяться до полного исчезновения воды.

Для выделения металлических алюминия, магния и др. прибегают к электролизу соединений их в расплавленном состоянии, большей частью вместе с другими веществами. Расплавление смесей делает возможным проведение процесса электролиза, что практически невозможно для тех же соединений в их твердом агрегатном состоянии.

Для проведения электролиза в расплавленном состоянии, соединения алюминия и магния (оксид алюминия Al2O3, хлористый магний MgCl2) выделяют из растворов различными приемами, тщательно обезвоживают эти вещества и подвергают электролизу в расплавленных средах. В качестве основной добавки при электролитическом получении алюминия из оксида алюминия (глинозема) применяют криолит Na3AlF6, который в расплавленном состоянии является растворителем для глинозема. При электролизе; протекают процессы, результат которых можно представить уравнением

= 2А1 (на катоде) + 1,5О2 (на аноде) + Na3AlF6 (в расплаве).

При электролитическом получении магния из хлористого магния обычной добавкой является хлористый калий, иногда прибавляют другие соединения (хлористые барий и кальций, фтористый натрий и др.). Получение металлического магния электролитическим путем можно представить уравнением:

MgCl2 + добавки + ток =

= Mg (на катоде) + С12 (на аноде) + добавки (в расплаве).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector