Задание №20 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза его водного раствора, которые образуются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | CuBr2 |
| Б) | CuSO4 |
| В) | NaNO3 |
| Г) | Ba(NO3)2 |
| 1) | H2, O2 |
| 2) | Сu, O2 |
| 3) | Cu, Br2 |
| 4) | H2, Br2 |
| 5) | H2, NO2 |
Правильный ответ
3211
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи вспомним правила электролиза водных растворов солей на инертных электродах.
На катоде (-) восстанавливаются:
1. Катионы металлов, стоящих в ряду активности после водорода (от Cu до Au) — восстанавливается сам металл.
2. Катионы металлов средней активности (от Al до H) — восстанавливаются и металл, и водород из воды.
3. Катионы активных металлов (от Li до Al включительно) — восстанавливается только водород из воды (2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−).
На аноде (+) окисляются:
1. Бескислородные анионы (кроме F−), такие как Cl−, Br−, I−, S2− — окисляется сам неметалл.
2. Кислородсодержащие анионы (SO42−, NO3−, PO43− и др.) и F− — вместо них окисляется вода с выделением кислорода (2H2O − 4e− → O2↑ + 4H+).
Разберем каждое вещество из списка:
А) CuBr2 (бромид меди(II))
На катоде: медь Cu2+ стоит в ряду активности после водорода, поэтому восстанавливается металл (Cu).
На аноде: анион Br− является бескислородным, поэтому окисляется сам галоген (Br2).
Продукты: медь и бром (вариант 3).
Б) CuSO4 (сульфат меди(II))
На катоде: медь Cu2+ стоит после водорода, восстанавливается металл (Cu).
На аноде: анион SO42− содержит кислород, поэтому происходит окисление воды с выделением кислорода (O2).
Продукты: медь и кислород (вариант 2).
В) NaNO3 (нитрат натрия)
На катоде: натрий Na+ — активный металл, поэтому восстанавливается водород из воды (H2).
На аноде: анион NO3− содержит кислород, поэтому окисляется вода с выделением кислорода (O2).
Продукты: водород и кислород (вариант 1).
Г) Ba(NO3)2 (нитрат бария)
На катоде: барий Ba2+ — активный металл, поэтому восстанавливается водород из воды (H2).
На аноде: анион NO3− содержит кислород, поэтому окисляется вода с выделением кислорода (O2).
Продукты: водород и кислород (вариант 1).
Ответ: А → 3, Б → 2, В → 1, Г → 1.
Источник: ФИПИ