Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

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

1. Процессы на катоде (отрицательный электрод):
- Если металл в ряду активности стоит до алюминия включительно (Li–Al), то на катоде восстанавливается вода и выделяется водород H₂.
- Если металл стоит после водорода (Cu–Au), то на катоде восстанавливается сам металл.
- Если металл стоит между алюминием и водородом (Mn–Pb), то на катоде восстанавливаются и металл, и водород одновременно.

2. Процессы на аноде (положительный электрод):
- Если анион кислородсодержащий (SO₄²⁻, PO₄³⁻, NO₃⁻ и др.) или это фторид-ион F⁻, то на аноде окисляется вода и выделяется кислород O₂.
- Если анион бескислородный (Cl⁻, Br⁻, I⁻, S²⁻), кроме фторида, то на аноде окисляется сам анион и выделяется соответствующее простое вещество.

Разберем каждое вещество из списка:

А) K₃PO₄ (фосфат калия)
Катион K⁺ — активный металл (до Al), значит, на катоде выделяется водород H₂.
Анион PO₄³⁻ — кислородсодержащий, значит, на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: H₂, O₂. Это соответствует варианту 3.

Б) K₂SO₄ (сульфат калия)
Катион K⁺ — активный металл, на катоде выделяется водород H₂.
Анион SO₄²⁻ — кислородсодержащий, на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: H₂, O₂. Это соответствует варианту 3.

В) K₂S (сульфид калия)
Катион K⁺ — активный металл, на катоде выделяется водород H₂.
Анион S²⁻ — бескислородный, на аноде окисляется сам анион до серы S.
Продукты: H₂, S. Это соответствует варианту 1.

Г) HgCl₂ (хлорид ртути(II))
Катион Hg²⁺ — металл, стоящий в ряду активности после водорода, значит, на катоде восстанавливается ртуть Hg.
Анион Cl⁻ — бескислородный, на аноде выделяется хлор Cl₂.
Продукты: Hg, Cl₂. Это соответствует варианту 2.

Ответ: А → 3, Б → 3, В → 1, Г → 2.

Источник: ФИПИ