Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

Для определения продуктов электролиза водного раствора соли необходимо рассмотреть процессы, происходящие на катоде (отрицательно заряженном электроде) и аноде (положительно заряженном электроде), учитывая правила электролиза в водных растворах.

А) LiCl (хлорид лития)
1. Катод: Литий (Li) — это активный металл (находится в ряду напряжений левее алюминия). В водных растворах такие металлы не восстанавливаются, вместо них восстанавливается вода с выделением водорода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. Анод: Хлорид-ион (Cl⁻) является бескислородным анионом (кроме фторида). Такие анионы легко окисляются с выделением соответствующего галогена: 2Cl⁻ − 2e⁻ → Cl₂↑.
Продукты: водород и галоген (хлор).
Соответствие: 2.

Б) AlCl₃ (хлорид алюминия)
1. Катод: Алюминий (Al) относится к активным металлам (граница включительно). В водных растворах солей алюминия на катоде также происходит восстановление воды и выделяется водород: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. Анод: Аналогично предыдущему случаю, хлорид-ионы окисляются до свободного галогена: 2Cl⁻ − 2e⁻ → Cl₂↑.
Продукты: водород и галоген (хлор).
Соответствие: 2.

В) Fe₂(SO₄)₃ (сульфат железа(III))
1. Катод: Железо (Fe) — это металл средней активности (находится в ряду напряжений между алюминием и водородом). При электролизе растворов таких солей на катоде протекают параллельно два процесса: восстановление катионов металла до чистого металла и восстановление воды до водорода. Таким образом, выделяются и металл, и водород.
2. Анод: Сульфат-ион (SO₄²⁻) является кислородсодержащим анионом. Такие анионы в водных растворах не окисляются, вместо них окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Продукты: металл (железо), водород и кислород.
Соответствие: 1.

Ответ: А — 2, Б — 2, В — 1.

Источник: ФИПИ