Номер 5, страница 228 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 6. Окислительно-восстановительные процессы. Параграф 31. Электролиз - номер 5, страница 228.

Условие.

5. Установите соответствие между солью и веществом, выделяющимся на катоде при электролизе раствора данной соли.

СОЛЬ

А) $CaCl_2$

Б) сульфат меди(II)

В) гидроксид натрия

Г) нитрат кальция

ВЕЩЕСТВО НА КАТОДЕ

1) кальций

2) хлор

3) медь

4) водород

Решение.

Решение 2.

Для определения вещества, выделяющегося на катоде при электролизе водного раствора, необходимо сравнить активность катиона металла и воды в процессе восстановления (принятия электронов). Правила следующие:

• Катионы активных металлов (в ряду активности до $\text{Al}$ включительно) не восстанавливаются в водном растворе. Вместо них восстанавливается вода с выделением водорода: $2H₂O + 2e⁻ \rightarrow H₂↑ + 2OH⁻$.
• Катионы металлов средней активности (между $\text{Al}$ и $\text{H}$) восстанавливаются одновременно с водой.
• Катионы малоактивных металлов (после $\text{H}$) восстанавливаются преимущественно перед водой: $Me^{n+} + ne⁻ \rightarrow Me$.

А) CaCl₂
В водном растворе хлорида кальция присутствуют катионы $Ca^{2+}$. Кальций ($\text{Ca}$) — активный щелочноземельный металл, стоящий в ряду активности до алюминия. Поэтому на катоде будет восстанавливаться вода, а не ионы кальция. Катодный процесс: $2H₂O + 2e⁻ \rightarrow H₂↑ + 2OH⁻$. Выделяющееся вещество — водород.
Ответ: 4

Б) сульфат меди(II)
В водном растворе сульфата меди(II) ($CuSO₄$) присутствуют катионы $Cu^{2+}$. Медь ($\text{Cu}$) — малоактивный металл, стоящий в ряду активности после водорода. Поэтому на катоде будут восстанавливаться ионы меди. Катодный процесс: $Cu^{2+} + 2e⁻ \rightarrow Cu$. Выделяющееся вещество — медь.
Ответ: 3

В) гидроксид натрия
В водном растворе гидроксида натрия ($NaOH$) присутствуют катионы $Na⁺$. Натрий ($\text{Na}$) — очень активный щелочной металл, стоящий в начале ряда активности. Поэтому на катоде будет восстанавливаться вода. Катодный процесс: $2H₂O + 2e⁻ \rightarrow H₂↑ + 2OH⁻$. Выделяющееся вещество — водород.
Ответ: 4

Г) нитрат кальция
В водном растворе нитрата кальция ($Ca(NO₃)₂$) присутствуют катионы $Ca^{2+}$. Кальций ($\text{Ca}$) — активный металл, поэтому на катоде будет восстанавливаться вода. Катодный процесс: $2H₂O + 2e⁻ \rightarrow H₂↑ + 2OH⁻$. Выделяющееся вещество — водород.
Ответ: 4