Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

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

Процессы на катоде (-) зависят от положения металла в ряду активности:
1. Металлы от Li до Al (включительно): на катоде восстанавливается только вода с выделением водорода H₂.
2. Металлы от Mn до Pb: на катоде одновременно восстанавливаются и ионы металла (до чистого металла), и вода (до водорода H₂).
3. Металлы после H (Cu, Ag, Au и др.): на катоде восстанавливается только металл.

Процессы на аноде (+) зависят от состава аниона:
1. Бескислородные анионы (кроме F⁻): окисляется сам анион до простого вещества (галогена, серы и т.д.).
2. Кислородсодержащие анионы (NO₃⁻, SO₄²⁻, PO₄³⁻ и др.) и F⁻: анион не окисляется, вместо него окисляется вода с выделением кислорода O₂.

Разберем каждую соль из условия:

А) Нитрат цинка — Zn(NO₃)₂
Катион Zn²⁺ относится к металлам средней активности (между Al и Pb). Значит, на катоде выделяются металл (Zn) и водород (H₂).
Анион NO₃⁻ является кислородсодержащим. Значит, на аноде выделяется кислород (O₂).
Итоговые продукты: металл, водород и кислород. Это соответствует варианту 1.

Б) Бромид лития — LiBr
Катион Li⁺ — это активный щелочной металл. На катоде восстанавливается вода и выделяется водород (H₂).
Анион Br⁻ — бескислородный. На аноде окисляется сам анион и выделяется галоген (Br₂).
Итоговые продукты: водород и галоген. Это соответствует варианту 2.

В) Нитрат железа(III) — Fe(NO₃)₃
Катион Fe³⁺ относится к металлам средней активности (между Al и Pb). На катоде выделяются металл (Fe) и водород (H₂).
Анион NO₃⁻ — кислородсодержащий. На аноде выделяется кислород (O₂).
Итоговые продукты: металл, водород и кислород. Это соответствует варианту 1.

Ответ: А → 1, Б → 2, В → 1.

Источник: ФИПИ