Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

Для определения продуктов электролиза водного раствора соли необходимо рассмотреть процессы, происходящие на катоде (отрицательный электрод) и аноде (положительный электрод), учитывая положение металлов в электрохимическом ряду напряжений и природу аниона.

А) Li₂SO₄ (сульфат лития)
1. Катод: Литий (Li) — активный металл (находится в ряду напряжений до алюминия включительно). В водных растворах такие катионы не восстанавливаются, вместо них восстанавливается вода с выделением водорода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. Анод: Сульфат-ион (SO₄²⁻) является кислородсодержащим остатком. Такие анионы не окисляются, вместо них окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Продукты: водород и кислород. (Вариант 6)

Б) AgNO₃ (нитрат серебра)
1. Катод: Серебро (Ag) — малоактивный металл (находится в ряду напряжений после водорода). Катионы таких металлов восстанавливаются до чистого металла: Ag⁺ + e⁻ → Ag⁰↓.
2. Анод: Нитрат-ион (NO₃⁻) — кислородсодержащий остаток, он не окисляется. Окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Продукты: металл и кислород. (Вариант 2)

В) Ca(NO₃)₂ (нитрат кальция)
1. Катод: Кальций (Ca) — активный металл. На катоде восстанавливается вода, выделяется водород: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. Анод: Нитрат-ион (NO₃⁻) — кислородсодержащий остаток, не окисляется. Окисляется вода, выделяется кислород: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Продукты: водород и кислород. (Вариант 6)

Г) BaCl₂ (хлорид бария)
1. Катод: Барий (Ba) — активный металл. На катоде восстанавливается вода, выделяется водород: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. Анод: Хлорид-ион (Cl⁻) — бескислородный анион (кроме фторида). Такие ионы легко окисляются до свободного галогена: 2Cl⁻ − 2e⁻ → Cl₂↑.
Продукты: водород и галоген. (Вариант 5)

Ответ: А → 6, Б → 2, В → 6, Г → 5.

Источник: ФИПИ