Задание 20 ЕГЭ по химии

233

В задании речь идёт об электролизе водных растворов солей на инертных (графитовых, платиновых) электродах, поэтому наряду с ионами соли в процессах участвует вода.

Общие правила: на катоде катионы активных металлов (Li — Al, в том числе $Na^{+}$ и $Mg^{2+}$) не восстанавливаются, вместо них восстанавливается вода; на аноде анионы бескислородных кислот ($Cl^{-}$, $Br^{-}$, $I^{-}$, $S^{2-}$) окисляются сами, а анионы кислородсодержащих кислот ($SO_{4}^{2-}$, $PO_{4}^{3-}$, $NO_{3}^{-}$, $F^{-}$) не окисляются — окисляется вода.

1. А) $NaCl$ — катион активного металла $Na^{+}$, анион бескислородный $Cl^{-}$:

   катод: $2H_{2}O + 2e^{-} = H_{2}\uparrow + 2OH^{-}$

   анод: $2Cl^{-} - 2e^{-} = Cl_{2}\uparrow$

   $2NaCl + 2H_{2}O \overset{электролиз}{\rightarrow} H_{2}\uparrow + Cl_{2}\uparrow + 2NaOH$

   Выделяются водород и хлор — ответ 2.

2. Б) $Na_{3}PO_{4}$ — катион активного металла $Na^{+}$, анион кислородсодержащий $PO_{4}^{3-}$, поэтому на обоих электродах разлагается только вода, а сама соль остаётся в растворе:

   катод: $2H_{2}O + 2e^{-} = H_{2}\uparrow + 2OH^{-}$

   анод: $2H_{2}O - 4e^{-} = O_{2}\uparrow + 4H^{+}$

   $2H_{2}O \overset{электролиз}{\rightarrow} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow$

   Выделяются водород и кислород — ответ 3.

3. В) $MgSO_{4}$ — магний стоит в ряду активности до алюминия, поэтому $Mg^{2+}$ на катоде не восстанавливается ($Mg^{2+} + 2e^{-} \cancel{=} Mg$ в водном растворе), анион $SO_{4}^{2-}$ на аноде тоже не окисляется:

   катод: $2H_{2}O + 2e^{-} = H_{2}\uparrow + 2OH^{-}$

   анод: $2H_{2}O - 4e^{-} = O_{2}\uparrow + 4H^{+}$

   $2H_{2}O \overset{электролиз}{\rightarrow} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow$

   Выделяются водород и кислород — ответ 3.

Обрати внимание: варианты 1 и 4 (металл на катоде) для водных растворов солей натрия и магния невозможны — активные металлы получают только электролизом расплавов.

Ответ: 233