Номер 10, страница 174 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

10. Щелочные металлы получают

1) восстановлением из оксидов водородом

2) электролизом расплавов их солей

3) электролизом растворов их солей

4) гидрометаллургическим способом

Щелочные металлы (элементы IA-группы, такие как литий, натрий, калий) являются самыми химически активными металлами. Их стандартные электродные потенциалы очень низкие, что означает, что они являются сильными восстановителями, а их катионы ($Li^+$, $Na^+$, $K^+$) восстанавливаются с большим трудом. Рассмотрим предложенные способы их получения.

1) восстановлением из оксидов водородом
Этот метод не подходит для получения щелочных металлов. Щелочные металлы гораздо активнее водорода и стоят в ряду активности металлов значительно левее него. Водород может восстанавливать только оксиды металлов, которые являются менее активными (например, меди, свинца, железа). Реакция вида $Na_2O + H_2 \rightarrow 2Na + H_2O$ самопроизвольно не протекает. Наоборот, щелочные металлы способны вытеснять водород из многих его соединений, например, из воды.

2) электролизом расплавов их солей
Это основной промышленный способ получения щелочных металлов. Из-за их высочайшей химической активности для их восстановления из соединений требуется очень сильное воздействие, которое обеспечивает электрический ток. Электролиз проводят именно для расплавов солей (чаще всего хлоридов или гидроксидов), чтобы в системе отсутствовала вода, которая восстанавливается значительно легче, чем катионы щелочных металлов. Например, получение металлического натрия осуществляется электролизом расплава хлорида натрия (с добавками для понижения температуры плавления):
На катоде (–): $Na^+ + e^- \rightarrow Na$
На аноде (+): $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2$
Суммарное уравнение процесса: $2NaCl \xrightarrow{\text{электролиз}} 2Na + Cl_2$
Этот метод является правильным.

3) электролизом растворов их солей
Этот способ не позволяет получить щелочные металлы. При электролизе водных растворов солей щелочных металлов на катоде будет восстанавливаться не катион металла, а молекулы воды, так как стандартный электродный потенциал восстановления воды ($E^\circ(H_2O/H_2) = -0,83$ В при pH=7) значительно выше (менее отрицательный), чем потенциал восстановления катиона щелочного металла (например, $E^\circ(Na^+/Na) = -2,71$ В). Таким образом, на катоде будет выделяться водород:
$2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$
В результате такого электролиза получают не металл, а соответствующую щелочь (например, NaOH) и водород.

4) гидрометаллургическим способом
Гидрометаллургический способ, как правило, включает стадию вытеснения (цементации) целевого металла из раствора его соли другим, более активным металлом. Поскольку щелочные металлы являются самыми активными из всех металлов, не существует другого металла, который мог бы вытеснить их из раствора. Следовательно, этот способ для их получения неприменим.

Таким образом, единственный промышленно применимый и теоретически верный способ получения щелочных металлов из предложенных вариантов — это электролиз расплавов их солей.

Ответ: 2