Номер 8, страница 163 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

8. Щелочные металлы получают электролизом расплавов их гидроксидов — щелочей. Для получения щелочноземельных металлов используют электролиз расплавов их солей. Как вы думаете, почему для этих целей не годятся гидроксиды щелочноземельных металлов? Напишите уравнение электролиза расплава хлорида кальция.

Решение

Почему для этих целей не годятся гидроксиды щелочноземельных металлов?

В отличие от гидроксидов щелочных металлов (щелочей), которые плавятся без разложения, гидроксиды щелочноземельных металлов (например, гидроксид кальция $Ca(OH)_2$ или гидроксид магния $Mg(OH)_2$) являются термически неустойчивыми соединениями. При попытке их расплавить, они разлагаются до достижения температуры плавления. Процесс разложения (дегидратации) происходит при нагревании с образованием соответствующего оксида металла и воды:

$Ca(OH)_2 \xrightarrow{t \approx 580^{\circ}C} CaO + H_2O\uparrow$

Таким образом, вместо расплава гидроксида мы получим твердый тугоплавкий оксид. Электролиз оксидов щелочноземельных металлов технически очень сложен и экономически невыгоден из-за их чрезвычайно высоких температур плавления (например, температура плавления оксида кальция $CaO$ составляет 2613 °C). В то же время их соли, в частности хлориды, имеют значительно более низкие температуры плавления (например, температура плавления хлорида кальция $CaCl_2$ составляет 772 °C) и термически стабильны, что делает их электролиз в расплаве основным промышленным способом получения этих металлов.

Ответ: Гидроксиды щелочноземельных металлов термически нестабильны и при нагревании разлагаются на оксид и воду, не достигая температуры плавления. Проведение электролиза полученных оксидов нецелесообразно из-за их очень высоких температур плавления.

Напишите уравнение электролиза расплава хлорида кальция.

При электролизе расплава хлорид кальция диссоциирует на ионы:

$CaCl_2 \rightleftharpoons Ca^{2+} + 2Cl^-$

В ходе электролиза на электродах протекают следующие процессы:

• На катоде (отрицательно заряженном электроде) катионы кальция принимают электроны и восстанавливаются до металлического кальция:
  Катод (-): $Ca^{2+} + 2e^- \rightarrow Ca^0$
• На аноде (положительно заряженном электроде) хлорид-ионы отдают электроны и окисляются до молекулярного хлора:
  Анод (+): $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2^0\uparrow$

Суммарное уравнение реакции электролиза расплава хлорида кальция:

$CaCl_2 \xrightarrow{электролиз} Ca + Cl_2\uparrow$

Ответ: $CaCl_2 \xrightarrow{электролиз} Ca + Cl_2\uparrow$.