Задание №20 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества на инертных электродах:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | AgNO3 |
| Б) | Mg(NO3)2 |
| В) | CaBr2 |
| Г) | K2CO3 |
| 1) | металл и кислород |
| 2) | водород и кислород |
| 3) | металл и галоген |
| 4) | водород и галоген |
| 5) | металл и углекислый газ |
| 6) | металл и азот |
Правильный ответ
1242
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи вспомним правила электролиза водных растворов солей на инертных электродах.
А) AgNO3 (нитрат серебра)
1. На катоде: серебро (Ag) — это малоактивный металл (стоит в ряду напряжений после водорода), поэтому на катоде восстанавливается сам металл: Ag+ + e− → Ag0.
2. На аноде: нитрат-ион (NO3−) — это кислородсодержащий анион. В таких случаях на аноде окисляется вода с выделением кислорода: 2H2O − 4e− → O2↑ + 4H+.
Продукты: металл и кислород. Это соответствует варианту 1.
Б) Mg(NO3)2 (нитрат магния)
1. На катоде: магний (Mg) — это активный металл (стоит в ряду напряжений до алюминия включительно). В водных растворах такие металлы не восстанавливаются, вместо них восстанавливается вода с выделением водорода: 2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−.
2. На аноде: нитрат-ион (NO3−) — кислородсодержащий анион, поэтому окисляется вода с выделением кислорода: 2H2O − 4e− → O2↑ + 4H+.
Продукты: водород и кислород. Это соответствует варианту 2.
В) CaBr2 (бромид кальция)
1. На катоде: кальций (Ca) — активный металл, поэтому на катоде восстанавливается вода и выделяется водород: 2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−.
2. На аноде: бромид-ион (Br−) — это бескислородный анион (кроме фторида). Такие анионы окисляются сами с образованием галогена: 2Br− − 2e− → Br2.
Продукты: водород и галоген. Это соответствует варианту 4.
Г) K2CO3 (карбонат калия)
1. На катоде: калий (K) — активный металл, на катоде происходит восстановление воды с выделением водорода: 2H2O + 2e− → H2↑ + 2OH−.
2. На аноде: карбонат-ион (CO32−) — кислородсодержащий анион, на аноде происходит окисление воды с выделением кислорода: 2H2O − 4e− → O2↑ + 4H+.
Продукты: водород и кислород. Это соответствует варианту 2.
Ответ: А → 1, Б → 2, В → 4, Г → 2.
Источник: ФИПИ