20. Электролиз растворов и расплавов

А) Катод: Серебро - неактивный металл, поэтому выделяется чистый металл. Анод: Фторид - Исключение! Поэтому будет выделяться кислород.

Ответ: 5

Б) Катод: Ртуть - неактивный металл, выделяется чистый металл. Анод: Нитрат - кислородосодержащий анион, поэтому выделяется кислород.

Ответ: 5

В) Катод: Натрий - активный металл, выделяется водород. Анод: Бромид - безкислородный анион, выделяется свободный галоген.

Ответ: 2

А) Калий получают в промышленности путём электролиза жидкого гидроксида калия: 4 KOH = 4K + O₂ + 2H₂O

Ответ: 3

Б) Алюминий получают путём электролиза глинозёма (Al₂O₃) в расплавленном криолите ( Na₃AlF₆).

Ответ: 1

В) Медь получают путём электролиза раствора медного купороса ( CuSO₄).

Ответ: 2

А) Катод: Медь - неактивный металл, поэтому выделяется чистый металл. 

Ответ: 2

Б) Катод: Хром - металл средней активности, выделяется чистый металл и водород. 

Ответ: 3

В) Катод: Калий - активный металл, выделяется водород . 

Ответ: 5

А) Катод: Натрий - активный металл, поэтому выделяется водород. Анод: Фторид - Исключение! Поэтому будет выделяться кислород.

Ответ: 1

Б) Катод: Медь - неактивный металл, выделяется чистый металл. Анод: Нитрат - кислородсодержащий анион, поэтому выделяется кислород.

Ответ: 2

В) Катод: Кальций - активный металл, выделяется водород. Анод: Сульфат - кислородсодержащий анион, выделяется кислород.

Ответ: 1

Алюминий получают электролизом расплава оксида алюминия в криолите.

Натрий получают электролизом расплава галогенидов натрия.

Цинк можно получить электролизом раствора сульфата металла.

Правильный ответ: 431

А) Медь (Cu):
Медь получают электролизом водного раствора сульфата меди (CuSO₄). На катоде восстанавливаются ионы Cu²⁺.
Ответ: 1 (водный раствор сульфата металла).

Б) Водород (H₂):
Водород выделяется на катоде при электролизе водного раствора NaCl (поваренной соли), то есть вода восстанавливается.
Ответ:4 (водный раствор поваренной соли).

В) Хлор (Cl₂):
Хлор образуется на аноде также при электролизе водного раствора NaCl . Ионы Cl^-окисляются.
Ответ:4 (водный раствор поваренной соли).

Правильный ответ: 144

1. Теоретическая справка:

Электролиз - окислительно-восстановительная реакция, которая протекает на электродах и основана на пропускании электрического тока через раствор или расплав электролита.

Катод - отрицательно заряженный электрод. На катоде происходит восстановление катионов.

Анод - положительно заряженный электрод. На аноде происходит окисление анионов.

2. Проанализируем продукты электролиза водных растворов предлагаемых веществ:

3. Установим соответствие между солью и продуктами электролиза:

• При электролизе AlCl₃ образуется водород и хлор.
• При электролизе NaCl образуется водород и хлор. 
• При электролизе NaNO₃ образуется водород и кислород. 

4. Запишем ответ.

А) При электролизе CaBr₂ на катоде выделяется водород, так как кальций находится до водорода в ряду активности. На аноде выделяется бром (галоген), так как анион Br^- — бескислородный. То есть выделяются: 2) водород и галоген.

Б) При электролизе AgNO₃ на катоде выделяется металл (Ag), так серебро находится после водорода в ряду активности. На аноде выделяется кислород, так как анион NO₃^- — кислородсодержащий. То есть выделяются: 4) металл и кислород.

В) При электролизе KNO₃ на катоде выделяется водород, так как калий находится до водорода в ряду активности. На аноде выделяется кислород, так как анион NO₃^- (нитрат) — кислородсодержащий. То есть выделяются: 1) водород и кислород

Правильный ответ: 143 

А) Сульфат меди(II) 

• При электролизе водного раствора CuSO₄ на катоде  восстанавливается медь (Cu²⁺→ Cu), а на аноде (положительный электрод) выделяется кислород (из воды, так как сульфат-ион не окисляется).
  Продукты: металл (медь) и кислород.

Соответствие: 2) металл и кислород

Б) Бромид меди(II)  

• При электролизе водного раствора CuBr₂ на катоде выделяется медь (Cu²⁺ → Cu), а на аноде — бром (Br^- → Br₂).
  Продукты: металл (медь) и галоген (бром).

Соответствие: 1) металл и галоген

В) Нитрат алюминия  

• При электролизе водного раствора Al(NO₃)₃ на катоде выделяется водород (из воды, так как алюминий не восстанавливается из водного раствора), а на аноде — кислород (из воды, так как нитрат-ион не окисляется).
  Продукты: водород и кислород.

Соответствие: 4) водород и кислород

Правильный ответ: 214

А) Fe(NO₃)₃- так как железо - металл средней активности ,то на катоде будет восстанавливаться вода и металл, на аноде будет выделяться кислород (кислородсодержащие анионы не окисляютя на аноде), окисляется вода и выделяется кислород. Подходит ответ под номером: 3.
Б) СаСІ₂ - кальций активный металл, не восстанавливается на катоде,восстанавливается вода, выделяется водород. Cl^- бескислородный анион, выделяется на аноде.Подходит ответ под номером: 1.
B) Na₂CO₃ - натрия активный металл, не восстанавливается на катоде, восстанавливается вода, выделяется водород. CO^2-₃ кислородсодержащий анион,не окисляется на аноде,окисляется вода и выделяется кислород. Подходит ответ под номером: 2.

А) Бром можно получить путём электролиза водного раствора бромида калия (KBr). В процессе электролиза на аноде будет выделяться бром. Ответ: 2) водного раствора KBr

Б) Водород можно получить путём электролиза водного раствора KBr , на катоде будет вместо калия восстанавливаться вода. Ответ: 2) водного раствора водного раствора KBr

В) Калий можно получить путём электролиза расплава его фторида (KF), при этом на катоде выделяется калий. Ответ: 4) расплава KF

Правильный ответ: 224

Правильный ответ: 331 

А) Кислород можно получить электролизом водного раствора фторида натрия, так как фтор в водном растворе аноде не окисляется.

Б) Фтор получают электролизом расплава хлорида калия, так как в растворе соли фтор не выделяется на аноде.

В) Натрий можно получить электролизом расплава соли, так в растворе соли натрий не восстанавливается на катоде.

Правильный ответ:132

А) MgCl₂ (хлорид магния):
Катод (восстановление):
В водном растворе присутствуют ионы Mg²⁺ и H₂O. Поскольку магний — активный металл (стоит в ряду активности выше водорода), на катоде восстанавливается не Mg²⁺, а вода:
2H₂O + 2e→ H₂↑ + 2OH^-
Продукт на катоде: H₂ (водород).
Анод (окисление):
В растворе присутствуют ионы Cl^- и H₂O. Хлорид-ионы окисляются легче, чем вода:
2Cl^- → Cl₂↑ + 2e
Продукт на аноде:Cl₂ (хлор).

Б) AgNO₃ (нитрат серебра):
Катод (восстановление):в растворе присутствуют ионы Ag⁺ и H₂O. Серебро — неактивный металл (стоит в ряду активности ниже водорода), поэтому на катоде восстанавливается Ag⁺:

Ag⁺ + e→ Ag↓

Продукт на катоде: Ag (серебро).
Анод (окисление):
В растворе присутствуют ионы NO₃^- и H₂O. Нитрат-ионы не окисляются, поэтому окисляется вода:
2H₂O→ O₂↑ + 4H⁺ + 4e
Продукт на аноде:O₂ (кислород).

3. В) K₂CO₃ (карбонат калия):
Катод (восстановление):
В растворе присутствуют ионы K⁺ и H₂O. Калий — активный металл (стоит в ряду активности выше водорода), поэтому на катоде восстанавливается вода:
2H₂O + 2e→ H₂↑ + 2OH^-
Продукт на катоде: H₂ (водород).
Анод (окисление):
В растворе присутствуют ионы CO₃^2- и H₂O. Карбонат-ионы не окисляются, поэтому окисляется вода:
2H₂O→ O₂↑ + 4H⁺ + 4e
Продукт на аноде:O₂ (кислород).
Правильный ответ: 243

• Электролиз водного раствора K₃PO₄(фосфат калия):

• K₃PO₄ диссоциирует в воде на ионы:
  K₃PO₄→3K⁺+PO₄³⁻

• На катоде (отрицательный электрод) восстанавливаются ионы водорода из воды (H₂O), так как калий (K) — очень активный металл, и его ионы не восстанавливаются в водном растворе.

• На аноде (положительный электрод) окисляется вода, так как сульфат-анион кислородсодержащий

• Продукты электролиза: водород (H₂) и кислород (O₂).

• Ответ: А-3 (водород и кислород).

  2. Электролиз водного раствора CuCl₂ (хлорид меди):

• CuCl₂ диссоциирует в воде на ионы:
  CuCl₂→Cu²⁺+2Cl⁻

• На катоде восстанавливаются ионы меди (Cu²⁺), так как медь менее активна, чем водород.

• На аноде окисляются ионы хлора (Cl^-) и выделяется хлор.

• Ответ: Б-1 (металл и галоген).

  3. Электролиз водного раствора CuSO₄ (сульфат меди):

• CuSO₄ диссоциирует в воде на ионы:
  CuSO₄→Cu²⁺+SO₄²⁻

• На катоде восстанавливаются ионы меди (Cu²⁺), так как медь менее активна, чем водород.

• На аноде окисляются ионы OH^- из воды (SO₄^2- не окисляются).

• Продукты электролиза: медь (Cu) и кислород (O₂).

• Ответ: В-4 (металл и кислород).

Правильный ответ: 314

А) NaNO₃

- Нитрат натрия (NaNO₃) в водном растворе диссоциирует на Na⁺ и NO₃^-

- На катоде восстанавливается вода (H₂O) с выделением водорода (H₂), так как Na⁺ не восстанавливается в водном растворе.  

- На аноде окисляется вода (H₂O) с выделением кислорода (O₂), так как NO₃^- не окисляется.  

- Продукты электролиза: водород (H₂) и кислород (O₂).

- Ответ: 3) водород и кислород.

Б) LiCl  

- Хлорид лития (LiCl) в водном растворе диссоциирует на Li⁺ и Cl^-

- На катоде восстанавливается вода (H₂O) с выделением водорода (H₂), так как Li⁺ не восстанавливается в водном растворе.  

- На аноде окисляются хлорид-ионы (Cl^-) с выделением хлора (Cl_{​​​​​​2}).  

- Продукты электролиза: водород (H₂) и хлор (Cl₂).

- Ответ: 2) водород и галоген.

В) Hg(NO₃)₂

- Нитрат ртути(II) (Hg(NO₃)₂) в водном растворе диссоциирует на Hg²⁺ и NO₃^-

- На катоде восстанавливаются ионы Hg²⁺ до металлической ртути (Hg), так как ртуть восстанавливается легче, чем вода.  

- На аноде окисляется вода (H₂O) с выделением кислорода (O₂), так как NO₃^- не окисляется.  

- Продукты электролиза: ртуть (Hg) и кислород (O₂).

- Ответ: 4) металл и кислород.

Правильный ответ: 324

1. Li₂SO₄ (сульфат лития). Катод: Восстановление H⁺ из воды → выделяется H₂. Анод: Окисление OH^- из воды → выделяется O₂. Продукты: H₂ и O₂ (вариант 3).

2. CaBr₂ (бромид кальция). Катод: Восстановление H⁺ из воды → выделяется H₂ (Ca²⁺ не восстанавливается в растворе). Анод: Окисление Br^- → выделяется Br₂. Продукты: H₂ и Br₂ (вариант 2).

3. AgNO₃ (нитрат серебра). Катод: Восстановление Ag⁺ → выделяется Ag (металл). Анод: Окисление OH^- из воды → выделяется O₂ (NO₃^- не окисляется в нейтральной среде). Продукты: Ag и O₂ (вариант 4)

Правильный ответ: 324

1. Кислород (А):

   При электролизе водного раствора CuSO₄ на аноде окисляются молекулы воды с выделением кислорода (А → 1)

2. Сера (Б):

   При электролизе водного раствора K₂S на аноде окисляются сульфид-ионы(Б → 2)

3. Водород (В):

   При электролизе водного раствора K₂S на катоде восстанавливаются молекулы воды с выделением водорода (В → 2)

Правильный ответ: 122

CaBr₂:
К(-): 2H₂O + 2ē ⟶ H₂ + 2OH^-
А(+): 2Br^- - 2ē ⟶ Br₂   

K₂SO₄:
К(-): 2H₂O + 2ē ⟶ H₂ + 2OH^-
А(+): 2H₂O - 4ē ⟶ O₂ + 4H⁺

CuCl_2:
К(-): Cu^{2 +} + 2ē ⟶ Cu
А(+): 2Cl^- - 2ē ⟶ Cl₂