Электролиз водных растворов солей является важным процессом в химии, который позволяет получить различные вещества на катоде и аноде. В данном случае, нас интересует продукт, образующийся на катоде при электролизе водных растворов солей.
При электролизе водных растворов солей на катоде происходит восстановление катионов. В зависимости от природы катионов, продукты могут различаться.
Рассмотрим каждую соль по отдельности:
А) CuBr2 (бромид меди(II))
При электролизе водного раствора CuBr2 на катоде будут восстанавливаться ионы меди(II) (Cu^2+), так как медь является менее активным металлом по сравнению с водородом. В результате на катоде выделяется медь (Cu).
Уравнение реакции на катоде:
[ \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} ]
Соответствие: А) - 2) Cu
Б) CuSO4 (сульфат меди(II))
Аналогично бромиду меди(II), при электролизе водного раствора CuSO4 также на катоде будут восстанавливаться ионы меди(II) (Cu^2+), выделяя медь (Cu).
Уравнение реакции на катоде:
[ \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} ]
Соответствие: Б) - 2) Cu
В) NaNO3 (нитрат натрия)
При электролизе водного раствора NaNO3 на катоде конкурируют ионы натрия (Na^+) и вода. Так как натрий является очень активным металлом, его восстановление в водном растворе не происходит. Вместо этого будет восстанавливаться вода, выделяя водород (H2).
Уравнение реакции на катоде:
[ 2\text{H}_2\text{O} + 2e^- \rightarrow \text{H}_2 + 2\text{OH}^- ]
Соответствие: В) - 1) H2
Г) Ba(NO3)2 (нитрат бария)
Ситуация аналогична нитрату натрия. Барий (Ba^2+) также является очень активным металлом, и его восстановление в водном растворе не происходит. Вместо этого восстанавливается вода, выделяя водород (H2).
Уравнение реакции на катоде:
[ 2\text{H}_2\text{O} + 2e^- \rightarrow \text{H}_2 + 2\text{OH}^- ]
Соответствие: Г) - 1) H2
Итак, правильное соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе ее водного раствора:
А) CuBr2 - 2) Cu
Б) CuSO4 - 2) Cu
В) NaNO3 - 1) H2
Г) Ba(NO3)2 - 1) H2