Номер 11, страница 128 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Готовимся к ЕГЭ. Глава 4. Химические реакции - номер 11, страница 128.

Условие.

11. Установите соответствие между формулой вещества и продуктом (продуктами), образующимся на катоде при электролизе его водного раствора (к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой).

Формула вещества

А) $FeCl_2$

Б) $Li_2CO_3$

В) $KNO_3$

Г) $Na_2SO_4$

Продукт на катоде

1) железо, водород

2) натрий

3) натрий, водород

4) калий

5) водород

6) литий, водород

Ответ:

А Б В Г

Решение.

Решение 2.

Для определения продукта, образующегося на катоде при электролизе водного раствора соли, необходимо проанализировать катион металла, входящего в состав соли, и его положение в электрохимическом ряду активности металлов. Процесс на катоде — это восстановление. В водном растворе за возможность восстанавливаться конкурируют катионы металла и молекулы воды.

• Активные металлы (от Li до Al включительно): катионы этих металлов не восстанавливаются из водных растворов. Вместо них на катоде восстанавливаются молекулы воды с образованием водорода: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$.
• Металлы средней активности (между Al и H): на катоде происходит одновременное восстановление катионов металла и молекул воды. Образуется металл и водород: $Me^{n+} + ne^- \rightarrow Me$ и $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$.
• Малоактивные металлы (после H): на катоде восстанавливаются только катионы металла с образованием чистого металла: $Me^{n+} + ne^- \rightarrow Me$.

Рассмотрим каждый случай отдельно:

А) $FeCl_2$

Соль хлорид железа(II) образована металлом железом (Fe). Железо находится в ряду активности металлов между алюминием и водородом. Следовательно, при электролизе его водного раствора на катоде будут протекать два параллельных процесса: восстановление ионов железа(II) и восстановление молекул воды.

Катодные процессы:
$Fe^{2+} + 2e^- \rightarrow Fe$
$2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$

Таким образом, на катоде образуются железо и водород.

Ответ: 1

Б) $Li_2CO_3$

Соль карбонат лития образована активным щелочным металлом литием (Li), который стоит в самом начале ряда активности (до алюминия). Поэтому при электролизе водного раствора ионы $Li^+$ не восстанавливаются, а вместо этого на катоде происходит восстановление молекул воды.

Катодный процесс: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$

Продуктом на катоде является только водород.

Ответ: 5

В) $KNO_3$

Соль нитрат калия образована активным щелочным металлом калием (K), который стоит в ряду активности до алюминия. Аналогично случаю с литием, на катоде будут восстанавливаться молекулы воды, а не ионы калия.

Катодный процесс: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$

Продуктом на катоде является водород.

Ответ: 5

Г) $Na_2SO_4$

Соль сульфат натрия образована активным щелочным металлом натрием (Na), который стоит в ряду активности до алюминия. Следовательно, на катоде ионы $Na^+$ не восстанавливаются, а восстанавливаются молекулы воды.

Катодный процесс: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$

Продуктом на катоде является водород.

Ответ: 5

Итоговое соответствие представлено в таблице:

А	Б	В	Г
1	5	5	5