Номер 3, страница 136 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

3. Что называют электролизом? Какие неметаллы получают с помощью электролиза?

Что называют электролизом?
Электролиз — это совокупность окислительно-восстановительных процессов, которые протекают на электродах, погруженных в расплав или раствор электролита, при прохождении через него постоянного электрического тока. По своей сути, это химическая реакция, инициируемая действием электрической энергии. Электрическая энергия преобразуется в химическую, вызывая реакции, которые в иных условиях не протекают самопроизвольно.
Процесс происходит в устройстве, называемом электролитической ячейкой или электролизёром. Ключевыми компонентами являются:
1. Электролит — вещество (соль, кислота или щелочь), которое в расплавленном или растворенном виде диссоциирует на ионы (положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы), обеспечивая электрическую проводимость.
2. Электроды — проводники, подключенные к источнику постоянного тока.
- Катод: отрицательно заряженный электрод. К нему в электролите движутся катионы. На катоде происходит процесс восстановления (принятие электронов). Например, восстановление катионов металла: $Me^{n+} + ne^- \rightarrow Me^0$.
- Анод: положительно заряженный электрод. К нему движутся анионы. На аноде происходит процесс окисления (отдача электронов). Например, окисление анионов неметалла: $2X^- - 2e^- \rightarrow X_2^0$.
Таким образом, под действием электрического тока происходит разложение электролита на его составные части или продукты их взаимодействия с растворителем (если электролиз водный).
Ответ: Электролиз — это физико-химический процесс, представляющий собой окислительно-восстановительную реакцию, которая протекает на электродах при пропускании постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита.

Какие неметаллы получают с помощью электролиза?
Электролиз является важным, а для некоторых веществ — единственным промышленным методом получения ряда химически активных неметаллов. К таким неметаллам относятся:
- Фтор ($F_2$). Фтор — самый электроотрицательный элемент, поэтому его невозможно получить химическим путем из его соединений. Единственный промышленный метод — электролиз расплава гидрофторида калия $KHF_2$ (или смеси $KF$ и $HF$). На аноде происходит окисление фторид-ионов: $2F^- - 2e^- \rightarrow F_2$.
- Хлор ($Cl_2$). Важнейший продукт химической промышленности. Его получают электролизом как расплава хлорида натрия $NaCl$, так и его концентрированного водного раствора (рассола). В обоих случаях на аноде выделяется газообразный хлор: $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2$.
- Водород ($H_2$). Электролиз воды (обычно с добавлением небольшого количества кислоты или щелочи для увеличения электропроводности) — это способ получения особо чистого водорода. Водород выделяется на катоде. Например, в щелочной среде: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$.
- Кислород ($O_2$). Является продуктом электролиза воды (выделяется на аноде), а также водных растворов солей кислородсодержащих кислот и щелочей. Процесс на аноде: $2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 \uparrow + 4H^+$.
Также электролизом можно получать бром ($Br_2$) и иод ($I_2$) из водных растворов их солей (бромидов и иодидов соответственно), хотя для них существуют и конкурентоспособные химические методы получения.
Ответ: С помощью электролиза получают такие неметаллы, как фтор ($F_2$), хлор ($Cl_2$), водород ($H_2$), кислород ($O_2$), а также бром ($Br_2$) и иод ($I_2$).