Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи необходимо вспомнить правила электролиза водных растворов солей на инертных электродах для катода и анода.

1. Процессы на катоде (отрицательный электрод):

• Если катион соли образован активным металлом (от Li до Al включительно), то на катоде восстанавливается вода и выделяется водород H₂.
• Если катион соли образован металлом средней активности (от Mn до Pb), то на катоде одновременно восстанавливаются и катионы металла, и вода (выделяются металл и водород).
• Если катион соли образован малоактивным металлом (после H), то на катоде восстанавливается только металл.

2. Процессы на аноде (положительный электрод):

• Если анион соли кислородсодержащий (SO₄²⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻ и др.) или это фторид-ион (F⁻), то на аноде окисляется вода и выделяется кислород O₂.
• Если анион бескислородный (кроме F⁻), например Cl⁻, Br⁻, I⁻, S²⁻, то на аноде окисляется сам анион и выделяется соответствующее простое вещество (галоген или сера).

Разберем предложенные соли:

А) Mg(NO₃)₂ (нитрат магния)
Катион Mg²⁺ — это катион активного металла, поэтому на катоде выделяется водород H₂.
Анион NO₃⁻ — кислородсодержащий, поэтому на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: водород и кислород (вариант 4).

Б) Na₂SO₄ (сульфат натрия)
Катион Na⁺ — это катион активного металла, поэтому на катоде выделяется водород H₂.
Анион SO₄²⁻ — кислородсодержащий, поэтому на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: водород и кислород (вариант 4).

В) AgNO₃ (нитрат серебра)
Катион Ag⁺ — это катион малоактивного металла (стоит в ряду напряжений после водорода), поэтому на катоде выделяется металл серебро Ag.
Анион NO₃⁻ — кислородсодержащий, поэтому на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: металл и кислород (вариант 2).

Ответ: А → 4, Б → 4, В → 2.

Источник: ФИПИ