Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

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

А) NaF (фторид натрия)
1. На катоде: Натрий (Na) — активный металл (стоит в ряду напряжений левее алюминия), поэтому вместо него восстанавливается вода с выделением водорода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. На аноде: Фторид-ион (F⁻) обладает очень высокой электроотрицательностью, поэтому в водном растворе он не окисляется. Вместо него окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Таким образом, продуктами электролиза являются водород и кислород (фактически идет электролиз воды).
Соответствие: А → 3.

Б) KNO₃ (нитрат калия)
1. На катоде: Калий (K) — активный металл, поэтому на катоде восстанавливается вода и выделяется водород: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. На аноде: Нитрат-ион (NO₃⁻) является кислородсодержащим анионом высшей степени окисления, такие анионы не окисляются. Вместо них окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Продуктами электролиза являются водород и кислород.
Соответствие: Б → 3.

В) FeSO₄ (сульфат железа(II))
1. На катоде: Железо (Fe) — металл средней активности (находится в ряду напряжений между алюминием и водородом). В этом случае на катоде протекают параллельно два процесса: восстановление катионов металла до чистого металла и восстановление воды до водорода. Выделяются и металл (Fe), и водород (H₂).
2. На аноде: Сульфат-ион (SO₄²⁻) — кислородсодержащий анион, он не окисляется. Окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Продуктами электролиза являются металл, водород и кислород.
Соответствие: В → 4.

Ответ: А — 3, Б — 3, В — 4.

Источник: ФИПИ