Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи вспомним правила электролиза водных растворов солей, кислот и щелочей на инертных электродах.

А) H₃PO₄ (фосфорная кислота)
На катоде (-) восстанавливаются катионы водорода H⁺, так как это кислота: 2H⁺ + 2e⁻ → H₂↑.
На аноде (+) окисляются анионы. Фосфат-ион PO₄³⁻ является кислородсодержащим остатком, который в водном растворе 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) K₂SO₄ (сульфат калия)
На катоде (-) катион калия K⁺ является активным металлом (стоит в ряду активности до алюминия включительно), поэтому он не восстанавливается. Вместо него восстанавливается вода с выделением водорода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
На аноде (+) сульфат-ион SO₄²⁻ является кислородсодержащим остатком, который не окисляется. Окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Продукты электролиза — водород и кислород.
Соответствие: Б → 3.

В) K₂S (сульфид калия)
На катоде (-) катион калия K⁺ — активный металл, поэтому на электроде восстанавливается вода и выделяется водород: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
На аноде (+) сульфид-ион S²⁻ является бескислородным анионом (кроме фторида). Такие анионы легко окисляются до простого вещества. Происходит реакция: S²⁻ − 2e⁻ → S↓ (сера).
Продукты электролиза — водород и сера.
Соответствие: В → 1.

Ответ: А → 3, Б → 3, В → 1.

Источник: ФИПИ