Тапсырма 20 ЕГЭ по химия: ФИПИ шешімдері қадамдық жауаптарымен

Для водного раствора сульфида натрия на катоде восстанавливается вода, поскольку натрий очень активен, а на аноде окисляются сульфид-ионы.$$\mathrm{2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-;\quad S^{2-} \rightarrow S + 2e^-}$$

При электролизе раствора нитрата свинца на катоде восстанавливаются ионы свинца, а на аноде окисляется вода. Нитрат-ионы не разряжаются.$$\mathrm{Pb^{2+} + 2e^- \rightarrow Pb;\quad 2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+}$$

В растворе $\mathrm{CuSO_4}$ на катоде восстанавливаются ионы меди, а на аноде окисляется вода с выделением кислорода. Продукты — металл и кислород.$$\mathrm{Cu^{2+}+2e^-\rightarrow Cu};\quad \mathrm{2H_2O-4e^-\rightarrow O_2+4H^+}$$

В растворе $\mathrm{K_2SO_4}$ ионы калия и сульфат-ионы не разряжаются, поэтому на электродах разлагается вода. Продукты — водород и кислород.$$\mathrm{2H_2O\rightarrow 2H_2+O_2}$$

В растворе нитрата серебра на катоде восстанавливаются ионы серебра, а на аноде окисляется вода с выделением кислорода. Продукты — металл и кислород.$$\mathrm{Ag^+ + e^- \rightarrow Ag};\quad \mathrm{2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+}$$

В растворе нитрата магния магний не выделяется на катоде: вместо него восстанавливается вода с образованием водорода. Нитрат-ионы не окисляются, поэтому на аноде выделяется кислород.$$\mathrm{2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-};\quad \mathrm{2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+}$$

В растворе $\mathrm{Na_2S}$ на катоде восстанавливается вода с выделением водорода, а на аноде сульфид-ионы окисляются до серы.$$2\mathrm{H_2O}+2e^-\rightarrow\mathrm{H_2}+2\mathrm{OH^-};\quad \mathrm{S^{2-}}\rightarrow\mathrm{S}$$

В растворе $\mathrm{K_2SO_4}$ катион калия не восстанавливается, а сульфат-ионы не окисляются. Поэтому на электродах образуются водород и кислород.$$2\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2}$$

В растворе $\mathrm{Rb_2SO_4}$ катион рубидия не восстанавливается, поэтому на катоде выделяется водород. Сульфат-ионы не окисляются, на аноде окисляется вода с образованием кислорода.$$2\mathrm{H_2O}+2e^-\rightarrow\mathrm{H_2}+2\mathrm{OH^-};\quad 4\mathrm{OH^-}-4e^- ightarrow\mathrm{O_2}+2\mathrm{H_2O}$$

В растворе $\mathrm{AgNO_3}$ ионы серебра восстанавливаются до металла, а нитрат-ионы не окисляются; на аноде образуется кислород.$$\mathrm{Ag^+}+e^-\rightarrow\mathrm{Ag};\quad 2\mathrm{H_2O}-4e^- ightarrow\mathrm{O_2}+4\mathrm{H^+}$$

В растворе $\mathrm{AgF}$ на катоде восстанавливаются ионы серебра, поэтому выделяется металл. Фторид-ионы в водном растворе не окисляются; на аноде окисляется вода с образованием кислорода.$$\mathrm{Ag^+ + e^- \rightarrow Ag};\quad 2\mathrm{H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+}$$

В растворе $\mathrm{CuSO_4}$ на катоде выделяется медь, а на аноде из-за невозможности окисления сульфат-ионов окисляется вода с образованием кислорода.$$\mathrm{Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu};\quad 2\mathrm{H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+}$$

При электролизе водного раствора $\mathrm{AlCl_3}$ ионы алюминия не восстанавливаются: на катоде восстанавливаются молекулы воды с выделением водорода.$$2\mathrm{H_2O}+2e^-\rightarrow\mathrm{H_2}+2\mathrm{OH^-}$$

Алюминий получают электролизом раствора $\mathrm{Al_2O_3}$ в расплавленном криолите, поскольку в водном растворе вместо ионов алюминия восстанавливается вода.$$\mathrm{Al^{3+}}+3e^-\rightarrow\mathrm{Al}$$

В водном растворе $\mathrm{K_2SO_4}$ катионы калия не восстанавливаются, поэтому на катоде выделяется водород. Сульфат-ионы не окисляются, поэтому на аноде выделяется кислород.$$\mathrm{K_2SO_4 \rightarrow H_2 + O_2}$$

В растворе $\mathrm{KI}$ на катоде восстанавливается вода с образованием водорода, а на аноде иодид-ионы окисляются до иода.$$\mathrm{2I^- \rightarrow I_2 + 2e^-}$$

В растворе $\mathrm{Mg(NO_3)_2}$ ионы магния не восстанавливаются в воде, поэтому на катоде выделяется $\mathrm{H_2}$. Нитрат-ионы на инертном аноде не окисляются, поэтому образуется $\mathrm{O_2}$.$$\mathrm{Mg(NO_3)_2}: \ H_2,\ O_2 \rightarrow 4$$

В растворе $\mathrm{AgNO_3}$ на катоде восстанавливаются ионы серебра, а на аноде из воды образуется кислород.$$\mathrm{AgNO_3}: \ Ag,\ O_2 \rightarrow 2$$

В растворе $\mathrm{Li_2SO_4}$ катион лития не восстанавливается на катоде, поэтому восстанавливается вода с выделением водорода. Сульфат-ионы не окисляются, на аноде выделяется кислород.$$2\mathrm{H_2O}+2e^-\rightarrow\mathrm{H_2}+2\mathrm{OH^-};\quad 4\mathrm{OH^-}-4e^-\rightarrow\mathrm{O_2}+2\mathrm{H_2O}$$

В растворе $\mathrm{AgNO_3}$ ионы серебра восстанавливаются до металла, а нитрат-ионы не окисляются; на аноде выделяется кислород.$$\mathrm{Ag^+}+e^-\rightarrow\mathrm{Ag};\quad 2\mathrm{H_2O}-4e^-\rightarrow\mathrm{O_2}+4\mathrm{H^+}$$

Фтор нельзя получить электролизом водного раствора фторида: на аноде преимущественно окисляется вода. Поэтому используют расплав $\mathrm{KF}$, в котором на аноде выделяется фтор.$$2\mathrm{F^-} \rightarrow \mathrm{F_2} + 2e^-$$

Этан получают электролизом ацетатов. На аноде происходит декарбоксилирование ацетат-ионов с образованием этильных радикалов, которые соединяются.$$2\mathrm{CH_3COO^-} \rightarrow \mathrm{C_2H_6} + 2\mathrm{CO_2} + 2e^-$$

В растворе $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$ ионы $\mathrm{Al^{3+}}$ не восстанавливаются в воде. На катоде восстанавливаются молекулы воды с выделением водорода. Сульфат-ионы на инертном аноде не окисляются, поэтому окисляется вода и выделяется…$$2\mathrm{H_2O}+2e^-\rightarrow\mathrm{H_2}+2\mathrm{OH^-};\quad 2\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{O_2}+4\mathrm{H^+}+4e^-$$

В растворе $\mathrm{NaClO_4}$ ион натрия также не восстанавливается, а перхлорат-ион не окисляется. Поэтому продуктами электролиза воды являются водород и кислород.$$2\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2}$$

При электролизе водного раствора хлорида меди(II) на аноде окисляются хлорид-ионы с образованием хлора.$$2\mathrm{Cl^-} - 2e^- \rightarrow \mathrm{Cl_2}$$

При электролизе водного раствора ацетата натрия на аноде протекает реакция Кольбе: из ацетат-ионов образуется этан.$$2\mathrm{CH_3COO^-} - 2e^- \rightarrow \mathrm{C_2H_6} + 2\mathrm{CO_2}$$

При электролизе расплава $\mathrm{MgCl_2}$ на катоде восстанавливаются ионы магния, а на аноде окисляются хлорид-ионы.$$\mathrm{Mg^{2+} + 2e^- \rightarrow Mg};\quad \mathrm{2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2}$$

В водном растворе $\mathrm{Mg(NO_3)_2}$ магний не выделяется: на катоде восстанавливается вода с образованием $\mathrm{H_2}$, а на аноде окисляется вода с образованием $\mathrm{O_2}$.$$\mathrm{2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-};\quad \mathrm{2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+}$$

При электролизе раствора нитрата меди(II) на аноде окисляется вода, поэтому выделяется кислород:$$2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+$$

В растворе сульфида калия сульфид-ионы окисляются на аноде до серы:$$S^{2-} - 2e^- \rightarrow S$$

В растворе нитрата цинка на электродах образуются цинк, водород и кислород. Это соответствует позиции 1.$$\mathrm{Zn(NO_3)_2} \rightarrow \mathrm{Zn} + \mathrm{H_2} + \mathrm{O_2}$$

В растворе бромида лития ионы лития не разряжаются в воде; на катоде выделяется водород, а на аноде окисляются бромид-ионы с образованием брома. Это позиция 2.$$2\mathrm{LiBr} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{LiOH} + \mathrm{H_2} + \mathrm{Br_2}$$

При электролизе водного раствора $\mathrm{NaF}$ ионы фторида не окисляются на аноде. Окисляется вода с выделением кислорода, а на катоде восстанавливается вода с выделением водорода.$$2\mathrm{H_2O} - 4e^- \rightarrow \mathrm{O_2} + 4\mathrm{H^+}$$

Следовательно, кислород и водород можно получить электролизом водного раствора $\mathrm{NaF}$: А — 1, В — 1.$$2\mathrm{H_2O} + 2e^- \rightarrow \mathrm{H_2} + 2\mathrm{OH^-}$$

При электролизе водного раствора фосфорной кислоты на катоде восстанавливаются ионы водорода с выделением водорода, а на инертном аноде вода окисляется до кислорода.$$2\mathrm{H^+}+2e^-\rightarrow\mathrm{H_2};\quad 2\mathrm{H_2O}-4e^-\rightarrow\mathrm{O_2}+4\mathrm{H^+}$$

В растворе сульфата калия ионы калия не восстанавливаются, а сульфат-ионы не окисляются на инертном электроде. Поэтому на электродах выделяются водород и кислород.$$2\mathrm{H_2O}+2e^-\rightarrow\mathrm{H_2}+2\mathrm{OH^-};\quad 4\mathrm{OH^-}-4e^-\rightarrow\mathrm{O_2}+2\mathrm{H_2O}$$

В водном растворе $\mathrm{MgSO_4}$ катион магния не восстанавливается на катоде; вместо него восстанавливается вода с выделением водорода. Сульфат-ион не окисляется, поэтому на аноде образуется кислород.$$\mathrm{2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-};\quad \mathrm{2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+}$$

В растворе $\mathrm{Na_3PO_4}$ ионы натрия также не восстанавливаются, а фосфат-ионы не окисляются. Поэтому выделяются водород и кислород.$$\mathrm{2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-};\quad \mathrm{2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+}$$

В растворе $\mathrm{NaI}$ на катоде восстанавливается вода, так как натрий не выделяется из водного раствора, а на аноде окисляются иодид-ионы.$$2\mathrm{H_2O}+2e^-\rightarrow\mathrm{H_2}+2\mathrm{OH^-};\quad 2\mathrm{I^-}\rightarrow\mathrm{I_2}+2e^-$$

Следовательно, продуктами электролиза раствора $\mathrm{NaI}$ являются $\mathrm{H_2}$ и $\mathrm{I_2}$ — позиция 4.