Номер 7, страница 84 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Примените свои знания. Параграф 15. Электролиз расплавов и растворов. Практическое применение электролиза. Глава II. Химические реакции - номер 7, страница 84.

Условие.

7. Установите соответствие между солью и продуктом, образующимся на катоде при электролизе водного раствора этой соли.

Соль

А) хлорид аммония

Б) нитрат серебра

В) бромид стронция

Г) сульфат меди(II)

Продукт на катоде

1) водород

2) серебро

3) медь

4) аммиак

5) стронций

6) кислород

Решение.

Решение 2.

Решение

При электролизе водных растворов солей на катоде (отрицательно заряженном электроде) происходит процесс восстановления. Конкурирующими частицами, которые могут восстанавливаться, являются катионы, образованные из соли, и молекулы воды. Продукт восстановления зависит от положения катиона в электрохимическом ряду напряжений металлов:

• Если катион образован активным металлом (стоящим в ряду напряжений до Al включительно, например, $Li^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Na^+$, $Mg^{2+}$, $Al^{3+}$) или это катион аммония ($NH_4^+$), то на катоде восстанавливаются молекулы воды с выделением водорода: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$.
• Если катион образован металлом средней активности (стоящим в ряду напряжений между Al и H, например, $Mn^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Ni^{2+}$), то на катоде происходит одновременное восстановление и катионов металла, и молекул воды.
• Если катион образован неактивным металлом (стоящим в ряду напряжений после H, например, $Cu^{2+}$, $Ag^+$, $Hg^{2+}$), то на катоде восстанавливаются катионы металла до свободного металла: $Me^{n+} + ne^- \rightarrow Me$.

Исходя из этих правил, установим соответствие для каждой соли.

А) хлорид аммония

Соль хлорид аммония ($NH_4Cl$) в водном растворе содержит катионы аммония ($NH_4^+$). Согласно правилам, катион аммония относится к группе, которая не восстанавливается в водном растворе. Вместо этого на катоде происходит восстановление молекул воды.
Катодный процесс: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$.
Продуктом на катоде является водород.

Ответ: 1

Б) нитрат серебра

Соль нитрат серебра ($AgNO_3$) в водном растворе содержит катионы серебра ($Ag^+$). Серебро — неактивный металл, стоящий в ряду напряжений после водорода. Поэтому на катоде будут восстанавливаться именно катионы серебра до металлического состояния.
Катодный процесс: $Ag^+ + e^- \rightarrow Ag$.
Продуктом на катоде является серебро.

Ответ: 2

В) бромид стронция

Соль бромид стронция ($SrBr_2$) в водном растворе содержит катионы стронция ($Sr^{2+}$). Стронций — активный щелочноземельный металл, стоящий в ряду напряжений до алюминия. Катионы активных металлов не восстанавливаются в водных растворах, вместо них восстанавливается вода.
Катодный процесс: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$.
Продуктом на катоде является водород.

Ответ: 1

Г) сульфат меди(II)

Соль сульфат меди(II) ($CuSO_4$) в водном растворе содержит катионы меди(II) ($Cu^{2+}$). Медь — неактивный металл, стоящий в ряду напряжений после водорода. Следовательно, на катоде будут восстанавливаться катионы меди до металлического состояния.
Катодный процесс: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$.
Продуктом на катоде является медь.

Ответ: 3