Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

Для определения продуктов электролиза водного раствора соли на инертных электродах воспользуемся правилами электролиза:

1. Процессы на катоде (отрицательный электрод):
— Если катион металла стоит в ряду активности после водорода (от Cu до Au), то на катоде восстанавливается сам металл.
— Если катион металла стоит в ряду активности между алюминием и водородом (от Mn до Pb), то на катоде одновременно восстанавливаются и металл, и водород.
— Если катион металла стоит в начале ряда активности (до Al включительно), то на катоде восстанавливается только водород из воды.

2. Процессы на аноде (положительный электрод):
— Если анион бескислородный (кроме F⁻), то на аноде окисляется сам анион до простого вещества (галогена, серы и т.д.).
— Если анион кислородсодержащий (SO₄²⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻ и др.) или это F⁻, то на аноде окисляется вода с выделением кислорода O₂.

Разберем каждую соль из задания:

А) HgCl₂ (хлорид ртути(II))
— Катион Hg²⁺ стоит в ряду активности после водорода, поэтому на катоде выделяется металл — ртуть (Hg).
— Анион Cl⁻ является бескислородным, поэтому на аноде выделяется галоген — хлор (Cl₂).
Продукты: металл и галоген. Это соответствует варианту 3.

Б) CuSO₄ (сульфат меди(II))
— Катион Cu²⁺ стоит в ряду активности после водорода, поэтому на катоде выделяется металл — медь (Cu).
— Анион SO₄²⁻ является кислородсодержащим, поэтому на аноде происходит окисление воды и выделяется кислород (O₂).
Продукты: металл и кислород. Это соответствует варианту 1.

В) NaBr (бромид натрия)
— Катион Na⁺ — это активный металл (стоит до Al), поэтому на катоде восстанавливается вода и выделяется водород (H₂).
— Анион Br⁻ является бескислородным, поэтому на аноде выделяется галоген — бром (Br₂).
Продукты: водород и галоген. Это соответствует варианту 4.

Ответ: А → 3, Б → 1, В → 4.

Источник: ФИПИ