Номер 2, страница 110 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Проверьте себя. 10. Металлы - номер 2, страница 110.

Условие.

2. При электролизе водного раствора хлорида натрия на катоде выделяется

1) натрий

2) хлор

3) водород

4) кислород

Решение.

Решение 2.

Решение

При электролизе водного раствора хлорида натрия ($NaCl$) в растворе присутствуют ионы, образовавшиеся в результате диссоциации соли и воды: катионы натрия ($Na^+$), катионы водорода ($H^+$), анионы хлора ($Cl^-$) и гидроксид-анионы ($OH^-$). Также в процессе участвуют молекулы воды ($H_2O$).

Катод — это отрицательно заряженный электрод, к которому направляются положительно заряженные ионы (катионы) — $Na^+$ и $H^+$ (или молекулы воды, что эквивалентно для процесса восстановления). На катоде происходит процесс восстановления.

Для определения того, какой катион будет восстанавливаться, необходимо обратиться к электрохимическому ряду активности металлов.

Правило для катодных процессов в водных растворах:

• Если металл в соли является активным (стоит в ряду активности до алюминия включительно), то на катоде восстанавливаются молекулы воды.
• Если металл средней активности (между алюминием и водородом), то на катоде одновременно восстанавливаются и ионы металла, и молекулы воды.
• Если металл малоактивный (стоит после водорода), то на катоде восстанавливаются ионы металла.

Натрий ($Na$) — это щелочной металл, очень активный, стоящий в самом начале ряда активности. Следовательно, в водном растворе на катоде будут восстанавливаться не ионы натрия, а молекулы воды с выделением водорода.

Процесс, происходящий на катоде, можно описать следующим уравнением:
$2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$

Таким образом, при электролизе водного раствора хлорида натрия на катоде выделяется водород.

(Для справки: на аноде, положительном электроде, будут окисляться хлорид-ионы с образованием хлора: $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2 \uparrow$).

Ответ: 3) водород.