Задание №20 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделяются на инертных электродах:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | Al2(SO4)3 |
| Б) | NaClO4 |
| В) | LiCl |
| 1) | металл и кислород |
| 2) | металл и галоген |
| 3) | водород и галоген |
| 4) | водород и кислород |
Правильный ответ
443
Пояснение
Решение.
Для того чтобы определить продукты электролиза водного раствора соли на инертных электродах, необходимо рассмотреть процессы, происходящие на катоде и аноде, согласно правилам электролиза.
А) Al2(SO4)3 (сульфат алюминия)
1. На катоде: Алюминий (Al) — это активный металл (находится в ряду напряжений до марганца 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 остатком. Такие анионы не окисляются, вместо них окисляется вода с выделением кислорода: 2H2O − 4e− → O2↑ + 4H+.
Таким образом, продуктами электролиза являются водород и кислород. Это соответствует варианту 4.
Б) NaClO4 (перхлорат натрия)
1. На катоде: Натрий (Na) — активный металл. Как и в случае с алюминием, на катоде восстанавливается вода и выделяется водород.
2. На аноде: Перхлорат-ион (ClO4−) — это высший кислородсодержащий анион хлора. Он не окисляется в водном растворе, поэтому на аноде происходит окисление воды с выделением кислорода.
Продукты электролиза — водород и кислород. Это соответствует варианту 4.
В) LiCl (хлорид лития)
1. На катоде: Литий (Li) — активный щелочной металл. На катоде восстанавливается вода, выделяется водород.
2. На аноде: Хлорид-ион (Cl−) является бескислородным анионом (кроме фторида). Такие ионы легко окисляются до свободного галогена: 2Cl− − 2e− → Cl2↑.
Продукты электролиза — водород и галоген. Это соответствует варианту 3.
Ответ: А — 4, Б — 4, В — 3.
Источник: ФИПИ