Номер 4, страница 324 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 68. Химические источники тока. Электролиз. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 4, страница 324.

Условие.

4. Запишите уравнения реакций электролиза водных растворов хлорида кальция, нитрата калия, бромида меди(II).

Решение.

Решение 2.

Решение

хлорида кальция ($CaCl_2$)

При электролизе водного раствора хлорида кальция происходят следующие процессы.

1. Диссоциация соли в воде: $CaCl_2 \leftrightarrow Ca^{2+} + 2Cl^-$.

2. Процессы на электродах:

• На катоде (отрицательно заряженном электроде) происходит процесс восстановления. Конкурируют катионы $Ca^{2+}$ и молекулы воды $H_2O$. Так как кальций является активным металлом (расположен в ряду активности металлов до алюминия), то восстанавливаться будут молекулы воды:

  K(–): $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$

• На аноде (положительно заряженном электроде) происходит процесс окисления. Конкурируют анионы $Cl^-$ и молекулы воды $H_2O$. Так как хлорид-ион является анионом бескислородной кислоты (кроме $F^-$), то окисляться будет именно он:

  A(+): $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2 \uparrow$

3. Суммарное уравнение реакции. Ионы $Ca^{2+}$ остаются в растворе и взаимодействуют с гидроксид-ионами $OH^-$, образующимися на катоде, с образованием гидроксида кальция $Ca(OH)_2$.

Суммарное ионное уравнение: $2H_2O + 2Cl^- \xrightarrow{электролиз} H_2 \uparrow + Cl_2 \uparrow + 2OH^-$

Суммарное молекулярное уравнение:

$CaCl_2 + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} Ca(OH)_2 \downarrow + H_2 \uparrow + Cl_2 \uparrow$

Ответ: $CaCl_2 + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} Ca(OH)_2 \downarrow + H_2 \uparrow + Cl_2 \uparrow$.

нитрата калия ($KNO_3$)

При электролизе водного раствора нитрата калия происходят следующие процессы.

1. Диссоциация соли в воде: $KNO_3 \leftrightarrow K^+ + NO_3^-$.

2. Процессы на электродах:

• На катоде (–) конкурируют катионы $K^+$ и молекулы воды $H_2O$. Калий – очень активный металл, поэтому восстанавливаются молекулы воды:

  K(–): $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$

• На аноде (+) конкурируют анионы $NO_3^-$ и молекулы воды $H_2O$. Нитрат-ион является анионом кислородсодержащей кислоты, поэтому окисляются молекулы воды:

  A(+): $2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 \uparrow + 4H^+$

3. Суммарное уравнение реакции. Катионы $K^+$ и анионы $NO_3^-$ не участвуют в окислительно-восстановительных процессах. Происходит электролиз воды, а нитрат калия лишь увеличивает электропроводность раствора. Образующиеся ионы $H^+$ и $OH^-$ рекомбинируют в воду.

Суммарное молекулярное уравнение фактически является уравнением электролиза воды:

$2H_2O \xrightarrow{электролиз, KNO_3} 2H_2 \uparrow + O_2 \uparrow$

Ответ: $2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2H_2 \uparrow + O_2 \uparrow$.

бромида меди(II) ($CuBr_2$)

При электролизе водного раствора бромида меди(II) происходят следующие процессы.

1. Диссоциация соли в воде: $CuBr_2 \leftrightarrow Cu^{2+} + 2Br^-$.

2. Процессы на электродах:

• На катоде (–) конкурируют катионы $Cu^{2+}$ и молекулы воды $H_2O$. Медь – малоактивный металл (расположена в ряду активности после водорода), поэтому восстанавливаться будут ионы меди:

  K(–): $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu \downarrow$

• На аноде (+) конкурируют анионы $Br^-$ и молекулы воды $H_2O$. Бромид-ион является анионом бескислородной кислоты, поэтому окисляется именно он:

  A(+): $2Br^- - 2e^- \rightarrow Br_2$

3. Суммарное уравнение реакции. В данном случае в процессах на электродах участвуют и катион, и анион соли. Вода в электролизе не участвует.

Суммарное ионное уравнение: $Cu^{2+} + 2Br^- \xrightarrow{электролиз} Cu \downarrow + Br_2$

Суммарное молекулярное уравнение:

$CuBr_2 \xrightarrow{электролиз} Cu \downarrow + Br_2$

Ответ: $CuBr_2 \xrightarrow{электролиз} Cu \downarrow + Br_2$.