Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи вспомним правила электролиза водных растворов солей на инертных электродах.

А) Na₂S (сульфид натрия)
1. Катион Na⁺ — это катион активного металла (стоит в ряду напряжений левее алюминия). Такие катионы не восстанавливаются в водном растворе, вместо них восстанавливается вода с выделением водорода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. Анион S²⁻ — бескислородный анион (кроме F⁻). Такие анионы легко окисляются на аноде до простого вещества: S²⁻ − 2e⁻ → S↓.
Продукты: водород и сера. Это соответствует варианту 4.

Б) Pb(NO₃)₂ (нитрат свинца(II))
1. Катион Pb²⁺ — металл средней активности (стоит в ряду напряжений между алюминием и водородом). На катоде такие катионы восстанавливаются одновременно с молекулами воды. Значит, выделяются и металл, и водород: Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb⁰ и 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. Анион NO₃⁻ — кислородсодержащий анион. В водных растворах такие анионы не окисляются, вместо них окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Продукты: свинец, водород и кислород. Это соответствует варианту 3.

В) Na₂CO₃ (карбонат натрия)
1. Катион Na⁺ — активный металл, на катоде восстанавливается вода с выделением водорода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. Анион CO₃²⁻ — кислородсодержащий анион, на аноде не окисляется, вместо него окисляется вода с выделением кислорода: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
Фактически происходит электролиз воды. Продукты: водород и кислород. Это соответствует варианту 1.

Г) KCl (хлорид калия)
1. Катион K⁺ — активный металл, на катоде восстанавливается вода с выделением водорода: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
2. Анион Cl⁻ — бескислородный анион, окисляется на аноде до свободного галогена: 2Cl⁻ − 2e⁻ → Cl₂↑.
Продукты: водород и хлор. Это соответствует варианту 5.

Ответ: А → 4, Б → 3, В → 1, Г → 5.

Источник: ФИПИ