Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

Для определения продуктов электролиза водного раствора соли на инертных электродах воспользуемся правилами процессов на катоде и аноде.

А) Rb₂SO₄ (сульфат рубидия)
1. На катоде: Рубидий (Rb) — это активный металл (стоит в ряду напряжений значительно левее алюминия). В водных растворах такие катионы не восстанавливаются, вместо них происходит электролиз воды с выделением водорода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. На аноде: Сульфат-ион (SO₄²⁻) является кислородсодержащим остатком. Такие анионы не окисляются, вместо них окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Таким образом, продуктами электролиза являются водород и кислород. Это соответствует варианту 6.

Б) AgNO₃ (нитрат серебра)
1. На катоде: Серебро (Ag) — неактивный металл (стоит в ряду напряжений после водорода). Катионы таких металлов восстанавливаются до чистого металла: Ag⁺ + e⁻ → Ag↓.
2. На аноде: Нитрат-ион (NO₃⁻) — кислородсодержащий остаток, он не окисляется. Происходит окисление воды с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Продукты электролиза — металл и кислород. Это соответствует варианту 2.

В) BaBr₂ (бромид бария)
1. На катоде: Барий (Ba) — активный щелочноземельный металл. Вместо него восстанавливается вода с выделением водорода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. На аноде: Бромид-ион (Br⁻) — бескислородный анион (кроме фторида). Такие ионы легко окисляются до свободного галогена: 2Br⁻ − 2e⁻ → Br₂.
Продукты электролиза — водород и галоген. Это соответствует варианту 5.

Г) CuSO₄ (сульфат меди(II))
1. На катоде: Медь (Cu) — малоактивный металл (стоит в ряду напряжений после водорода). Катионы меди восстанавливаются до металла: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu↓.
2. На аноде: Сульфат-ион (SO₄²⁻) — кислородсодержащий остаток, не окисляется. Окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Продукты электролиза — металл и кислород. Это соответствует варианту 2.

Ответ: А → 6, Б → 2, В → 5, Г → 2.

Источник: ФИПИ