Задание №20 — Теоретические основы химии

Решение.

Разберем каждый случай получения вещества с помощью электролиза, опираясь на правила протекания процессов на электродах.

А) Фтор (F₂)
Фтор — самый электроотрицательный элемент, поэтому окислить фторид-ион (F⁻) в водном растворе невозможно: вместо него на аноде всегда будет окисляться вода с выделением кислорода. Чтобы получить свободный фтор, необходимо проводить электролиз расплава фторида.
Уравнение: 2KF → (электролиз расплава) 2K + F₂↑
Подходит вариант №3.

Б) Этан (C₂H₆)
Этан является продуктом электролиза водных растворов солей уксусной кислоты (ацетатов) — это реакция Кольбе. При электролизе анионы CH₃COO⁻ движутся к аноду, где окисляются, декарбоксилируются и соединяются в молекулу этана.
Уравнение на аноде: 2CH₃COO⁻ − 2e⁻ → C₂H₆↑ + 2CO₂↑
Среди предложенных вариантов есть водный раствор ацетата стронция (CH₃COO)₂Sr.
Подходит вариант №4.

В) Калий (K)
Калий — активный металл (стоит в ряду напряжений значительно левее водорода). При электролизе водных растворов его солей на катоде всегда происходит восстановление воды и выделение водорода (H₂), а сам металл не образуется. Для получения металлического калия используют электролиз расплава его солей (например, фторида или хлорида).
Уравнение на катоде: K⁺ + e⁻ → K
Подходит вариант №3.

Г) Стронций (Sr)
Стронций — щелочноземельный металл, он очень активен. Как и в случае с калием, при электролизе водных растворов его солей (например, формиата или ацетата) на катоде будет выделяться водород, а не металл. Чтобы получить чистый стронций, необходимо подвергнуть электролизу расплав его соли, например бромида стронция SrBr₂.
Уравнение: SrBr₂ → (электролиз расплава) Sr + Br₂
Подходит вариант №5.

Ответ: А → 3, Б → 4, В → 3, Г → 5.

Источник: ФИПИ