Номер 6, страница 189 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

6. Напишите уравнения электролиза расплавов:

а) хлорида калия;

б) бромида натрия;

в) хлорида магния.

Электролиз расплава — это окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании постоянного электрического тока через расплав электролита. В расплаве соли диссоциируют на ионы. Катионы (положительно заряженные ионы металла) движутся к катоду (отрицательному электроду) и восстанавливаются, принимая электроны. Анионы (отрицательно заряженные ионы кислотного остатка) движутся к аноду (положительному электроду) и окисляются, отдавая электроны.

а) хлорида калия;

Хлорид калия ($KCl$) является солью, образованной активным металлом и бескислородной кислотой. При плавлении он диссоциирует на ионы:

$KCl \leftrightarrow K^+ + Cl^-$

В ходе электролиза происходят следующие процессы на электродах:

На катоде (–): катионы калия ($K^+$) восстанавливаются до металлического калия ($K$).

Катод: $K^+ + 1e^- \rightarrow K^0$

На аноде (+): хлорид-ионы ($Cl^-$) окисляются до газообразного хлора ($Cl_2$).

Анод: $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2^0$

Для составления суммарного уравнения необходимо уравнять количество электронов, принятых на катоде и отданных на аноде. Умножим уравнение катодного процесса на 2:

$2K^+ + 2e^- \rightarrow 2K$

Суммарное ионное уравнение:

$2K^+ + 2Cl^- \xrightarrow{электролиз} 2K + Cl_2 \uparrow$

Суммарное молекулярное уравнение:

$2KCl \xrightarrow{электролиз} 2K + Cl_2 \uparrow$

Ответ: $2KCl \xrightarrow{электролиз} 2K + Cl_2 \uparrow$. На катоде образуется металлический калий, на аноде выделяется газообразный хлор.

б) бромида натрия;

Бромид натрия ($NaBr$) в расплаве диссоциирует на ионы натрия и бромид-ионы:

$NaBr \leftrightarrow Na^+ + Br^-$

Процессы на электродах:

На катоде (–): катионы натрия ($Na^+$) восстанавливаются до металлического натрия ($Na$).

Катод: $Na^+ + 1e^- \rightarrow Na^0$

На аноде (+): бромид-ионы ($Br^-$) окисляются до молекулярного брома ($Br_2$).

Анод: $2Br^- - 2e^- \rightarrow Br_2^0$

Уравняем число электронов, умножив катодный процесс на 2:

$2Na^+ + 2e^- \rightarrow 2Na$

Суммарное ионное уравнение:

$2Na^+ + 2Br^- \xrightarrow{электролиз} 2Na + Br_2$

Суммарное молекулярное уравнение:

$2NaBr \xrightarrow{электролиз} 2Na + Br_2$

Ответ: $2NaBr \xrightarrow{электролиз} 2Na + Br_2$. На катоде образуется металлический натрий, на аноде — жидкий бром.

в) хлорида магния.

Хлорид магния ($MgCl_2$) в расплавленном состоянии диссоциирует на ионы магния и хлорид-ионы:

$MgCl_2 \leftrightarrow Mg^{2+} + 2Cl^-$

Процессы на электродах:

На катоде (–): катионы магния ($Mg^{2+}$) восстанавливаются до металлического магния ($Mg$).

Катод: $Mg^{2+} + 2e^- \rightarrow Mg^0$

На аноде (+): хлорид-ионы ($Cl^-$) окисляются до газообразного хлора ($Cl_2$).

Анод: $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2^0$

В данном случае число принятых и отданных электронов равно (2), поэтому дополнительные коэффициенты не требуются. Суммарное ионное и молекулярное уравнения совпадают:

$MgCl_2 \xrightarrow{электролиз} Mg + Cl_2 \uparrow$

Ответ: $MgCl_2 \xrightarrow{электролиз} Mg + Cl_2 \uparrow$. На катоде образуется металлический магний, на аноде выделяется газообразный хлор.