Задание 20 ЕГЭ по химии

314

В задании речь идёт об электролизе водных растворов солей на инертных электродах, поэтому в процессах могут участвовать не только ионы соли, но и молекулы воды.

1. А) $Al(NO_{3})_{3}$ — ответ 3. Алюминий стоит в ряду активности до алюминия включительно (левее), поэтому из водного раствора он не восстанавливается — на катоде разряжается вода. Нитрат-ион в водном растворе на аноде не окисляется, вместо него окисляется вода.

   Катод: $2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}$

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

   Итог: $2H_{2}O \rightarrow 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow$ — водород и кислород.

2. Б) $CuCl_{2}$ — ответ 1. Медь стоит после водорода, поэтому на катоде восстанавливаются её ионы; хлорид-ион окисляется легче воды, поэтому на аноде выделяется галоген.

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

   Анод: $2Cl^{-} - 2e^{-} \rightarrow Cl_{2}\uparrow$

   Итог: $CuCl_{2} \rightarrow Cu + Cl_{2}\uparrow$ — металл и галоген.

3. В) $NiSO_{4}$ — ответ 4. Никель — металл средней активности (между алюминием и водородом), поэтому на катоде идут одновременно два процесса: восстановление металла и восстановление воды. Сульфат-ион на аноде не окисляется.

   Катод: $Ni^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Ni$ и $2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}$

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

   Продукты: металл, водород и кислород.

Вариант 2 (водород и галоген) не подошёл ни одной соли: он отвечает растворам галогенидов активных металлов, например $KCl$ или $CaBr_{2}$.

Ответ: 314.