Номер 2, страница 72 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Тестовые задания к главе 2. Глава 2. Химические реакции - номер 2, страница 72.

Условие.

2. Какой элемент является восстановителем при электролизе раствора хлорида натрия?

1) натрий

2) хлор

3) водород

4) кислород

Решение.

Решение 2.

Решение

Восстановителем в окислительно-восстановительной реакции является частица (атом, ион или молекула), которая отдает электроны. Процесс отдачи электронов называется окислением, и в ходе электролиза он происходит на аноде (положительно заряженном электроде). Чтобы определить, какой элемент является восстановителем при электролизе раствора хлорида натрия, необходимо рассмотреть процессы, протекающие на электродах.

В водном растворе хлорида натрия ($NaCl$) содержатся ионы натрия ($Na^+$), хлорид-ионы ($Cl^−$) и молекулы воды ($H_2O$).

Процессы на электродах:

1. На катоде (отрицательный электрод) происходит процесс восстановления. К нему движутся катионы $Na^+$ и молекулы воды. Поскольку натрий — очень активный металл, вместо его ионов восстанавливаются молекулы воды:
$2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2\uparrow + 2OH^-$
В этом процессе вода является окислителем (водород в степени окисления $+1$ принимает электроны и восстанавливается до $0$).

2. На аноде (положительный электрод) происходит процесс окисления. К нему движутся анионы $Cl^−$ и молекулы воды. В данном случае окисляются хлорид-ионы, так как для их окисления требуется меньшее напряжение, чем для окисления воды с выделением кислорода (учитывая перенапряжение кислорода на графитовом аноде).
$2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2\uparrow$
Хлорид-ион ($Cl^-$) отдает электроны, его степень окисления повышается от $-1$ до $0$. Следовательно, хлорид-ион является восстановителем.

Таким образом, элементом, который выступает в роли восстановителя, является хлор.

Суммарное уравнение электролиза раствора хлорида натрия:
$2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \xrightarrow{\text{электролиз}} 2NaOH(aq) + H_2(g)\uparrow + Cl_2(g)\uparrow$

Из всех представленных вариантов, именно хлор (в виде хлорид-иона) отдает электроны в процессе электролиза.

Ответ: 2) хлор