ГДЗ по химии, 11 класс, Габриелян, номер 15.2

План ответа:

Для характеристики практического применения электролиза необходимо рассмотреть основные направления его использования в промышленности и науке. Ключевыми областями являются: получение активных металлов и неметаллов из расплавов или растворов их соединений, гальваностегия (нанесение защитных и декоративных покрытий), гальванопластика (получение точных копий рельефных предметов) и рафинирование (очистка) металлов.

Вычисление и описание процессов:

1. Получение веществ: Электролиз расплава хлорида натрия позволяет получить металлический натрий и хлор. На катоде протекает процесс восстановления катионов натрия: Na⁺+e^-→Na⁰, а на аноде — окисление анионов хлора: 2Cl^--2e^-→Cl02. Аналогичным образом получают алюминий из расплава оксида алюминия в криолите.
2. Гальваностегия: Этот метод используется для нанесения тонкого слоя одного металла на поверхность другого с целью защиты от коррозии или придания эстетического вида. Например, хромирование деталей автомобилей или никелирование столовых приборов. В качестве электролита используют растворы солей соответствующих металлов, а анодом служит пластина того же металла, который нужно нанести (Me⁰-ne^-→Meⁿ⁺).
3. Гальванопластика: Позволяет создавать металлические копии сложных рельефных объектов (монет, барельефов). Изготовленный из воска или пластика слепок покрывают токопроводящим слоем и помещают в ванну как катод. Ионы металла из раствора восстанавливаются на поверхности слепка, образуя прочную металлическую оболочку.
4. Рафинирование меди: Неочищенная медь служит анодом, а чистая медь — катодом. При пропускании тока через раствор сульфата меди примеси либо переходят в раствор, либо осаждаются в виде шлама, а на катоде выделяется чистая медь: Cu²⁺+2e^-→Cu⁰.

Проверка:

Все перечисленные процессы основаны на законе Фарадея и принципах электрохимии. Электролиз обеспечивает высокую степень чистоты получаемых продуктов и возможность синтеза веществ, которые невозможно получить химическими методами из-за высокой энергии связи или активности элементов. Таким образом, характеристика полна и охватывает основные промышленные аспекты темы.