Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

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

1. Процессы на катоде (отрицательный электрод):
— Если катион металла находится в ряду активности левее алюминия (включая Al), то на катоде восстанавливается вода и выделяется водород H₂.
— Если катион металла находится между алюминием и водородом, на катоде восстанавливаются и металл, и вода (выделяются металл и водород).
— Если катион металла находится после водорода, на катоде восстанавливается только металл.

2. Процессы на аноде (положительный электрод):
— Если анион бескислородный (кроме F⁻), то на аноде окисляется анион и выделяется соответствующее неметаллическое вещество (галоген, сера и т.д.).
— Если анион кислородсодержащий (SO₄²⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻ и др.) или это фторид-ион F⁻, то на аноде окисляется вода и выделяется кислород O₂.

Разберем каждую соль из условия:

А) NaI (иодид натрия)
Катион Na⁺ — активный металл (левее Al), поэтому на катоде выделяется водород H₂.
Анион I⁻ — бескислородный, поэтому на аноде выделяется галоген (иод I₂).
Продукты: водород, галоген. Это соответствует варианту 3.

Б) Ca(NO₃)₂ (нитрат кальция)
Катион Ca²⁺ — активный металл (левее Al), поэтому на катоде выделяется водород H₂.
Анион NO₃⁻ — кислородсодержащий, поэтому на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: водород, кислород. Это соответствует варианту 4.

В) K₂SO₄ (сульфат калия)
Катион K⁺ — активный металл (левее Al), поэтому на катоде выделяется водород H₂.
Анион SO₄²⁻ — кислородсодержащий, поэтому на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: водород, кислород. Это соответствует варианту 4.

Ответ: А → 3, Б → 4, В → 4.

Источник: ФИПИ