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) | Ва(NO3)2 |
| Б) | Al(NO3)3 |
| В) | CuBr2 |
| Г) | BaCl2 |
| 1) | H2, O2 |
| 2) | Cu, O2 |
| 3) | Cu, Br2 |
| 4) | H2, Cl2 |
| 5) | H2, NO2 |
Правильный ответ
1134
Пояснение
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), то на катоде восстанавливается вода и выделяется водород H2.
— Если металл стоит между алюминием и водородом, то на катоде одновременно восстанавливаются и ионы металла, и молекулы воды (выделяются металл и H2).
— Если металл стоит после водорода, то на катоде восстанавливается только металл.
2. Процессы на аноде (положительный электрод):
— Если анион бескислородный (кроме F−), то окисляется сам анион (выделяется галоген, сера и т.д.).
— Если анион кислородсодержащий (SO42−, NO3−, PO43− и др.) или это фторид-ион F−, то на аноде окисляется вода и выделяется кислород O2.
Разберем каждое вещество из списка:
А) Ba(NO3)2 (нитрат бария)
Катион Ba2+ — активный металл (стоит до Al), поэтому на катоде выделяется водород H2.
Анион NO3− — кислородсодержащий, поэтому на аноде выделяется кислород O2.
Продукты: H2, O2. Это соответствует варианту 1.
Б) Al(NO3)3 (нитрат алюминия)
Катион Al3+ — активный металл (граница правила «до алюминия включительно»), поэтому на катоде выделяется водород H2.
Анион NO3− — кислородсодержащий, поэтому на аноде выделяется кислород O2.
Продукты: H2, O2. Это соответствует варианту 1.
В) CuBr2 (бромид меди(II))
Катион Cu2+ — металл, стоящий в ряду активности после водорода, поэтому на катоде выделяется чистая медь Cu.
Анион Br− — бескислородный анион, поэтому на аноде окисляется сам бром и выделяется Br2.
Продукты: Cu, Br2. Это соответствует варианту 3.
Г) BaCl2 (хлорид бария)
Катион Ba2+ — активный металл, на катоде выделяется водород H2.
Анион Cl− — бескислородный анион, на аноде выделяется хлор Cl2.
Продукты: H2, Cl2. Это соответствует варианту 4.
Ответ: А → 1, Б → 1, В → 3, Г → 4.
Источник: ФИПИ