Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

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

Процессы на катоде (–):
1. Если катион соли образован активным металлом (от Li до Al включительно), то на катоде восстанавливается вода и выделяется водород H₂.
2. Если катион соли образован металлом средней активности (от Mn до Pb включительно), то на катоде одновременно восстанавливаются и катионы металла (выделяется металл), и молекулы воды (выделяется водород H₂).
3. Если катион соли образован малоактивным металлом (после H), то на катоде восстанавливается только металл.

Процессы на аноде (+):
1. Если анион соли бескислородный (кроме F⁻), то на аноде окисляется сам анион и выделяется соответствующее простое вещество (галоген, сера и т.д.).
2. Если анион соли 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) Li₂SO₄ (сульфат лития)
Катион Li⁺ — активный металл, на катоде выделяется водород H₂.
Анион SO₄²⁻ — кислородсодержащий, на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: водород и кислород. Это соответствует варианту 2.

Б) CaBr₂ (бромид кальция)
Катион Ca²⁺ — активный металл, на катоде выделяется водород H₂.
Анион Br⁻ — бескислородный, на аноде выделяется галоген (бром Br₂).
Продукты: водород и галоген. Это соответствует варианту 4.

В) Pb(NO₃)₂ (нитрат свинца(II))
Катион Pb²⁺ — металл средней активности (стоит непосредственно перед водородом), на катоде выделяется и металл (свинец Pb), и водород H₂.
Анион NO₃⁻ — кислородсодержащий, на аноде выделяется кислород O₂.
Продукты: металл, водород и кислород. Это соответствует варианту 1.

Г) CaI₂ (иодид кальция)
Катион Ca²⁺ — активный металл, на катоде выделяется водород H₂.
Анион I⁻ — бескислородный, на аноде выделяется галоген (иод I₂).
Продукты: водород и галоген. Это соответствует варианту 4.

Ответ: А → 2, Б → 4, В → 1, Г → 4.

Источник: ФИПИ