Страница 117 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Что происходит с водой под действием электрического тока?

Какие типы химических реакций вы знаете?

Что происходит с водой под действием электрического тока?

Решение

Под действием электрического тока вода ($H_2O$) подвергается химическому процессу, называемому электролизом. Чистая дистиллированная вода является очень плохим проводником электрического тока, поэтому для проведения электролиза в нее обычно добавляют небольшое количество электролита — кислоты, щелочи или соли, чтобы увеличить ее электропроводность.

В процессе электролиза молекулы воды разлагаются на два простых вещества: газообразный водород ($H_2$) и газообразный кислород ($O_2$). Этот процесс является реакцией разложения.

Суммарное уравнение реакции электролиза воды выглядит следующим образом:
$2H_2O \xrightarrow{электрический \ ток} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$

Процесс протекает на двух электродах, погруженных в воду:

1. На катоде (отрицательно заряженном электроде) происходит процесс восстановления. Молекулы воды принимают электроны и превращаются в газообразный водород и гидроксид-ионы:
$2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2\uparrow + 2OH^-$

2. На аноде (положительно заряженном электроде) происходит процесс окисления. Молекулы воды отдают электроны, образуя газообразный кислород и ионы водорода:
$2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2\uparrow + 4H^+$

В результате на катоде выделяется водород, а на аноде — кислород. При этом объем выделившегося водорода в два раза превышает объем кислорода.

Ответ: Под действием электрического тока вода разлагается на водород и кислород. Этот процесс называется электролизом. На катоде выделяется водород ($H_2$), а на аноде — кислород ($O_2$), причем объем водорода в два раза больше объема кислорода.

Какие типы химических реакций вы знаете?

Решение

Химические реакции классифицируют по различным признакам. Наиболее распространенная классификация основана на изменении числа и состава реагентов и продуктов.

1. Реакции соединения — реакции, в результате которых из двух или нескольких простых или сложных веществ образуется одно более сложное вещество.
Пример: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

2. Реакции разложения — реакции, в результате которых из одного сложного вещества образуется два или более новых (простых или сложных) веществ.
Пример: $CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2\uparrow$

3. Реакции замещения — реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе.
Пример: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

4. Реакции обмена — реакции, в результате которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями.
Пример: $NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

Кроме этой основной классификации, существуют и другие, основанные на иных признаках:

- По тепловому эффекту:экзотермические (протекают с выделением теплоты, $+Q$) и эндотермические (протекают с поглощением теплоты, $-Q$).

- По изменению степеней окисления:окислительно-восстановительные (протекают с изменением степеней окисления атомов) и реакции, протекающие без изменения степеней окисления.

- По направлению протекания:необратимые (протекают только в одном направлении до полного расходования одного из реагентов) и обратимые (протекают одновременно в прямом и обратном направлениях).

- По участию катализатора:каталитические (протекают при участии катализатора) и некаталитические (протекают без катализатора).

Ответ: Основные типы химических реакций по составу и числу реагентов и продуктов: реакции соединения, разложения, замещения и обмена. Также реакции классифицируют по тепловому эффекту (экзо- и эндотермические), обратимости, изменению степеней окисления (окислительно-восстановительные) и участию катализатора.