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) | K2SO4 |
| Б) | KI |
| В) | Cu(NO3)2 |
| Г) | Al(NO3)3 |
| 1) | H2, O2 |
| 2) | Сu, O2 |
| 3) | H2, I2 |
| 4) | K, I2 |
| 5) | H2, NO2 |
Правильный ответ
1321
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи необходимо вспомнить правила электролиза водных растворов солей на инертных электродах. Процессы на катоде зависят от положения металла в электрохимическом ряду напряжений, а процессы на аноде — от природы аниона.
А) K2SO4 (сульфат калия)
Катион K+ — это катион активного металла (находится в ряду напряжений до алюминия включительно). В водном растворе такие катионы не восстанавливаются, вместо них на катоде происходит восстановление воды с выделением водорода: 2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−.
Анион SO42− — кислородсодержащий анион в высшей степени окисления. Такие анионы не окисляются, вместо них на аноде происходит окисление воды с выделением кислорода: 2H2O − 4e− → O2↑ + 4H+.
Таким образом, продуктами электролиза являются водород и кислород (фактически идет электролиз воды).
Соответствие: 1.
Б) KI (йодид калия)
Катион K+ — активный металл, на катоде восстанавливается вода и выделяется водород: 2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−.
Анион I− — бескислородный анион (кроме фторида). Такие анионы легко окисляются на аноде до свободного галогена: 2I− − 2e− → I2.
Продукты электролиза: водород и йод.
Соответствие: 3.
В) Cu(NO3)2 (нитрат меди(II))
Катион Cu2+ — это катион малоактивного металла (находится в ряду напряжений после водорода). Такие катионы восстанавливаются на катоде до чистого металла: Cu2+ + 2e− → Cu↓.
Анион NO3− — кислородсодержащий анион, на аноде не окисляется. Происходит окисление воды с выделением кислорода: 2H2O − 4e− → O2↑ + 4H+.
Продукты электролиза: медь и кислород.
Соответствие: 2.
Г) Al(NO3)3 (нитрат алюминия)
Катион Al3+ — относится к активным металлам (по правилам электролиза водных растворов алюминий и металлы левее него не восстанавливаются). На катоде выделяется водород из воды: 2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−.
Анион NO3− — кислородсодержащий, на аноде происходит окисление воды с выделением кислорода: 2H2O − 4e− → O2↑ + 4H+.
Продукты электролиза: водород и кислород.
Соответствие: 1.
Ответ: А → 1, Б → 3, В → 2, Г → 1.
Источник: ФИПИ