Номер 819, страница 144 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

819. В каком случае при проведении электролиза на катоде выделится соответствующий металл:

а) водный раствор бромида натрия;

б) расплав хлорида алюминия;

в) расплав хлорида калия;

г) водный раствор хлорида бария;

д) водный раствор хлорида меди(II)?

Чтобы определить, в каком случае на катоде выделится металл, необходимо проанализировать каждый процесс электролиза, учитывая агрегатное состояние вещества (расплав или водный раствор) и положение металла в электрохимическом ряду активности.

а) водный раствор бромида натрия;

При электролизе водного раствора бромида натрия ($NaBr$) в растворе присутствуют катионы $Na^+$ и молекулы воды $H_2O$. Натрий является очень активным металлом (расположен в ряду активности до алюминия). В таких случаях на катоде происходит восстановление молекул воды, а не катионов металла. Процесс, протекающий на катоде (отрицательном электроде):

$2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$

На катоде выделяется газообразный водород, а не металлический натрий.

Ответ: Металл не выделится.

б) расплав хлорида алюминия;

При электролизе расплавов солей отсутствуют молекулы воды, поэтому конкурентных процессов на катоде нет. Единственные положительно заряженные ионы в расплаве хлорида алюминия ($AlCl_3$) — это катионы алюминия $Al^{3+}$. Они восстанавливаются на катоде до металлического алюминия. Процесс на катоде:

$Al^{3+} + 3e^- \rightarrow Al$

На катоде выделяется металлический алюминий.

Ответ: Выделится алюминий.

в) расплав хлорида калия;

Так же, как и в предыдущем случае, электролиз расплава хлорида калия ($KCl$) протекает в отсутствие воды. На катоде происходит восстановление единственно возможных катионов — ионов калия $K^+$. Процесс на катоде:

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

На катоде выделяется металлический калий.

Ответ: Выделится калий.

г) водный раствор хлорида бария;

При электролизе водного раствора хлорида бария ($BaCl_2$) на катоде за восстановление конкурируют катионы бария $Ba^{2+}$ и молекулы воды $H_2O$. Барий — это активный щелочноземельный металл (II группа), поэтому на катоде будут восстанавливаться молекулы воды. Процесс на катоде:

$2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$

На катоде выделяется водород, а не металлический барий.

Ответ: Металл не выделится.

д) водный раствор хлорида меди(II)?

При электролизе водного раствора хлорида меди(II) ($CuCl_2$) на катоде конкурируют катионы меди(II) $Cu^{2+}$ и молекулы воды $H_2O$. Медь — малоактивный металл, расположенный в ряду активности после водорода. Поэтому на катоде будут восстанавливаться ионы меди. Процесс на катоде:

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

На катоде выделяется металлическая медь.

Ответ: Выделится медь.