Для решения каждого из этих вопросов необходимо понять, какие процессы происходят на аноде и катоде при электролизе различных растворов и расплавов. Давайте разберемся с каждым вопросом отдельно.
Электролиз раствора гидроксида натрия (NaOH):
- На аноде: В водных растворах гидроксида натрия на аноде происходит выделение кислорода. Это связано с электрохимическим разложением воды, так как гидроксид-ион (OH⁻) и вода могут отдавать электроны, но выделение кислорода из воды более вероятно. Реакция на аноде:
[
4OH^- \rightarrow 2H_2O + O_2 + 4e^-
]
- Ответ: б) кислород.
Электролиз раствора сульфида натрия (Na₂S):
- В водном растворе Na₂S при электролизе на аноде могут выделяться соединения серы (например, элементарная сера или сероводород), и в растворе могут образовываться гидроксид ионы (OH⁻), что приводит к образованию гидроксида натрия.
- Ответ: б) гидроксид натрия.
Электролиз расплава хлорида ртути (II) (HgCl₂):
- На катоде: В расплаве хлорида ртути (II) на катоде будет выделяться элементарная ртуть, так как катион Hg²⁺ восстанавливается до металлической ртути. Реакция на катоде:
[
Hg^{2+} + 2e^- \rightarrow Hg
]
- Ответ: а) ртуть.
Электролиз раствора нитрата серебра (AgNO₃):
- На катоде: В растворе нитрата серебра на катоде восстанавливаются ионы серебра (Ag⁺) до металлического серебра. Реакция на катоде:
[
Ag^+ + e^- \rightarrow Ag
]
- Ответ: а) серебро.
Электролиз раствора нитрата ртути (II) (Hg(NO₃)₂):
- В растворе нитрата ртути (II) на катоде восстанавливаются ионы Hg²⁺ до металлической ртути. На аноде может происходить окисление воды с выделением кислорода. Общая схема процесса будет включать реакции восстановления ртути и окисления воды:
- На катоде:
[
Hg^{2+} + 2e^- \rightarrow Hg
]
- На аноде:
[
2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-
]
Эта информация позволяет предсказать, какие вещества будут образовываться при электролизе различных веществ, в зависимости от их химического состава и состояния (раствор или расплав).