Задание №20 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между формулой соли и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделились на инертных электродах:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | KNO3 |
| Б) | AgNO3 |
| В) | ZnBr2 |
| Г) | CaBr2 |
| 1) | H2, O2 |
| 2) | Сa, O2 |
| 3) | Zn, H2, Br2 |
| 4) | H2, Br2 |
| 5) | Ag, O2 |
| 6) | Ca, Br2 |
Правильный ответ
1534
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи вспомним правила электролиза водных растворов солей на инертных электродах.
1. Процессы на катоде (отрицательный электрод):
— Если катион металла стоит в ряду активности от Li+ до Al3+ включительно, то на катоде восстанавливается только вода с выделением водорода H2.
— Если катион металла стоит между Al3+ и H+ (например, Zn2+, Fe2+), то на катоде одновременно восстанавливаются и катионы металла (до чистого металла), и вода (до H2).
— Если катион металла стоит после H+ (например, Ag+, Cu2+), то на катоде восстанавливается только металл.
2. Процессы на аноде (положительный электрод):
— Если анион кислородсодержащий (NO3−, SO42−, PO43−) или это F−, то на аноде окисляется вода с выделением кислорода O2.
— Если анион бескислородный (Cl−, Br−, I−, кроме F−), то на аноде окисляется сам анион до соответствующего галогена.
Разберем каждую соль из условия:
А) KNO3
Катион K+ — активный металл (до Al), на катоде выделяется водород H2.
Анион NO3− — кислородсодержащий, на аноде выделяется кислород O2.
Фактически идет электролиз воды: 2H2O → (электролиз) 2H2↑ + O2↑.
Соответствие: 1.
Б) AgNO3
Катион Ag+ — малоактивный металл (после H), на катоде выделяется серебро Ag.
Анион NO3− — кислородсодержащий, на аноде выделяется кислород O2.
Уравнение: 4AgNO3 + 2H2O → (электролиз) 4Ag↓ + O2↑ + 4HNO3.
Соответствие: 5.
В) ZnBr2
Катион Zn2+ — металл средней активности (между Al и H), на катоде выделяются и цинк Zn, и водород H2.
Анион Br− — бескислородный, на аноде выделяется бром Br2.
Соответствие: 3.
Г) CaBr2
Катион Ca2+ — активный металл (до Al), на катоде выделяется водород H2.
Анион Br− — бескислородный, на аноде выделяется бром Br2.
Уравнение: CaBr2 + 2H2O → (электролиз) H2↑ + Br2 + Ca(OH)2.
Соответствие: 4.
Ответ: А → 1, Б → 5, В → 3, Г → 4.
Источник: ФИПИ