Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи вспомним правила электролиза водных растворов солей, щелочей и кислот на инертных электродах.

На катоде (-) происходят следующие процессы:
1. Если металл стоит в ряду активности до алюминия (включительно), то на катоде восстанавливается вода и выделяется водород H₂.
2. Если металл стоит между алюминием и водородом, на катоде восстанавливаются и металл, и вода (выделяются металл и H₂).
3. Если металл стоит после водорода, на катоде восстанавливается только металл.

На аноде (+) происходят следующие процессы:
1. Если анион бескислородный (кроме F^-), то окисляется сам анион и выделяется неметалл (например, Cl₂, Br₂, S).
2. Если анион кислородсодержащий (SO₄^2-, NO₃^-, PO₄^3- и др.) или это фторид-ион F^-, то на аноде окисляется вода и выделяется кислород O₂.
3. При электролизе растворов щелочей на аноде окисляются гидроксид-ионы OH^- с выделением кислорода O₂.

Разберем каждое вещество из списка:

А) NaCl (хлорид натрия)
Катион Na⁺ — активный металл (до Al), на катоде выделяется водород H₂.
Анион Cl^- — бескислородный, на аноде выделяется хлор Cl₂.
Продукты: Cl₂, H₂. Это соответствует варианту 3.

Б) Na₂SO₄ (сульфат натрия)
Катион Na⁺ — активный металл, на катоде выделяется водород H₂.
Анион SO₄^2- — кислородсодержащий, на аноде выделяется кислород O₂.
Фактически происходит электролиз воды. Продукты: H₂, O₂. Это соответствует варианту 4.

В) NaOH (гидроксид натрия)
Катион Na⁺ — активный металл, на катоде выделяется водород H₂.
Анион OH^- — при электролизе щелочей на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: H₂, O₂. Это соответствует варианту 4.

Г) NaNO₃ (нитрат натрия)
Катион Na⁺ — активный металл, на катоде выделяется водород H₂.
Анион NO₃^- — кислородсодержащий, на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: H₂, O₂. Это соответствует варианту 4.

Ответ: А → 3, Б → 4, В → 4, Г → 4.

Источник: ФИПИ