Задание №20 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза его водного раствора, которые образуются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | CH3COOK |
| Б) | KOH |
| В) | K2SO4 |
| Г) | KBr |
| 1) | бром, водород |
| 2) | водород, кислород |
| 3) | этан, углекислый газ, водород |
| 4) | метан, углекислый газ, водород |
| 5) | калий и кислород |
Правильный ответ
3221
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи вспомним правила электролиза водных растворов солей, щелочей и кислот на инертных электродах.
А) CH3COOK (ацетат калия)
Это соль щелочного металла и органической кислоты.
1. На катоде: так как калий (K+) — активный металл (стоит в ряду напряжений до алюминия включительно), вместо него восстанавливается вода с выделением водорода H2↑.
2. На аноде: происходит окисление аниона органической кислоты (реакция Кольбе). Два остатка CH3COO− превращаются в молекулу этана C2H6↑ и две молекулы углекислого газа CO2↑.
Суммарно на электродах: этан, углекислый газ, водород.
Соответствие: 3.
Б) KOH (гидроксид калия)
Это щелочь.
1. На катоде: катион K+ — активный металл, поэтому восстанавливается вода и выделяется водород H2↑.
2. На аноде: гидроксид-ионы OH− окисляются легче воды, образуя кислород O2↑ и воду.
Фактически происходит электролиз воды.
Суммарно на электродах: водород, кислород.
Соответствие: 2.
В) K2SO4 (сульфат калия)
Это соль щелочного металла и кислородсодержащей кислоты.
1. На катоде: катион K+ — активный металл, восстанавливается вода с выделением водорода H2↑.
2. На аноде: сульфат-ион SO42− является кислородсодержащим анионом высшей степени окисления, он не окисляется. Вместо него окисляется вода с выделением кислорода O2↑.
Фактически происходит электролиз воды.
Суммарно на электродах: водород, кислород.
Соответствие: 2.
Г) KBr (бромид калия)
Это соль щелочного металла и бескислородной кислоты.
1. На катоде: катион K+ — активный металл, восстанавливается вода с выделением водорода H2↑.
2. На аноде: бескислородные анионы (кроме фторида) окисляются до простых веществ. Бромид-ион Br− окисляется до молекулярного брома Br2.
Суммарно на электродах: бром, водород.
Соответствие: 1.
Ответ: А → 3, Б → 2, В → 2, Г → 1.
Источник: ФИПИ