Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи необходимо вспомнить правила электролиза водных растворов солей на инертных электродах.

А) Сульфат магния — MgSO₄
1. На катоде: магний (Mg) является активным металлом (стоит в ряду напряжений левее алюминия включительно). В водных растворах такие катионы не восстанавливаются, вместо них происходит электролиз воды с выделением водорода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. На аноде: сульфат-ион (SO₄²⁻) является кислородсодержащим анионом. Такие анионы не окисляются, вместо них окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Таким образом, продуктами электролиза являются водород и кислород.

Б) Нитрат меди(II) — Cu(NO₃)₂
1. На катоде: медь (Cu) — малоактивный металл (стоит в ряду напряжений после водорода). Катионы таких металлов восстанавливаются до свободного металла: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰.
2. На аноде: нитрат-ион (NO₃⁻) — кислородсодержащий анион, он не окисляется. Происходит окисление воды с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Таким образом, продуктами электролиза являются металл и кислород.

В) Карбонат натрия — Na₂CO₃
1. На катоде: натрий (Na) — активный металл. Вместо него восстанавливается вода, выделяется водород: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. На аноде: карбонат-ион (CO₃²⁻) — кислородсодержащий анион, он не окисляется. Происходит окисление воды с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Таким образом, продуктами электролиза являются водород и кислород.

Сопоставим полученные результаты с вариантами ответов:
А — 3 (водород, кислород)
Б — 1 (металл, кислород)
В — 3 (водород, кислород)

Ответ: А → 3, Б → 1, В → 3.

Источник: ФИПИ