Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот) - Химическая реакция - ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИИ

Тесты с кратким ответом с решениями

1. Установите соответствие между формулой вещества и названием продукта, который выделяется на катоде при электролизе водного раствора этого вещества.

A) ZnCl2	1) кислород
Б) КОН	2) только металл
В) AgNO3	3) только водород
Г) RbBr	4) хлор
	5) металл и водород
	6) бром

2. Установите соответствие между названием вещества и названием продукта, который выделяется на катоде при электролизе водного раствора этого вещества.

А) хлорид магния	1) кислород
Б) нитрат меди(II)	2) водород
В) гидроксид бария	3) магний
Г) хлорид золота(III)	4) барий 5) медь 6) золото

3. Установите соответствие между формулой вещества и формулой продукта, который образуется на инертном аноде в результате электролиза водного раствора вещества.

4. Установите соответствие между формулой вещества и названием продукта, который образуется на инертном аноде в результате электролиза водного раствора вещества.

1) водород 2) кислород 3) метан 4) бром 5) сернистый газ 6) этан и углекислый газ

5. Установите соответствие между названием вещества и формулой продукта, который образуется на инертном аноде в результате электролиза водного раствора вещества.

A) хлорид бария Б) гидроксид натрия B) иодид калия Г) фторид аммония

1) O2 2) Н2 3) N2 4) F2 5) Cl2 6) I2

6. Установите соответствие между названием вещества и газообразными продуктами электролиза его водного раствора.

А) сульфат натрия	1) кислород
Б) хлорид меди(II)	2) кислород и водород
В) фторид рубидия	3) фтор
Г) нитрат серебра	4) фтор и водород 5) хлор 6) хлор и водород

7. Установите соответствие между металлом и способом его электролитического получения — электролизом.

А) медь	1) расплава нитрата
Б) калий	2) водного раствора гидроксида
В) ртуть	3) расплава хлорида
Г) алюминий	4) расплава оксида 5) раствора оксида в расплаве криолита 6) водного раствора солей

8. Установите соответствие между металлом и способом его электролитического получения — электролизом.

А) кальций	1) водного раствора гидроксида
Б) свинец	2) расплава хлорида
В) серебро	3) расплава нитрата
Г) натрий	4) водного раствора нитрата 5) расплава оксида 6) раствора оксида в расплаве криолита

9. Установите соответствие между названием вещества и схемой процесса, протекающего на катоде при электролизе его водного раствора.

A) хлорид меди(II) Б) нитрат бария B) бромид золота(III) Г) серная кислота

10. Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на аноде при электролизе ее водного раствора.

Тесты с кратким ответом для самостоятельного решения

11. Установите соответствие между названием вещества и продуктом, выделяющимся на катоде при электролизе водного раствора этого вещества.

A) хлорид кальция Б) нитрат ртути B) хлорид железа(II) Г) гидроксид рубидия

1) хлор 2) только металл 3) только водород 4) металл и водород 5) кислород

12. Установите соответствие между формулой вещества и продуктом электролиза его водного раствора, выделяющимся на катоде.

1) кислород 2) водород 3) ртуть 4) натрий 5) медь 6) алюминий

13. Установите соответствие между формулой вещества и формулой продукта, который образуется на инертном аноде в результате электролиза водного раствора вещества.

14. Установите соответствие между формулой вещества и продуктом, выделяющимся на аноде при электролизе водного раствора этого вещества.

1) кислород 2) водород 3) фтор 4) хлор 5) углекислый газ 6) иод

15. Установите соответствие между названием вещества и формулой продукта, который образуется на инертном аноде в результате электролиза водного раствора вещества.

А) бромид аммония	1) O2
Б) гидрофосфат натрия	2) Н2
В) карбонат калия	3) N2
Г) хлорид цинка	4) Вr2
	5) Сl2
	6) СO2

16. Установите соответствие между формулой вещества и газообразными продуктами электролиза его водного раствора.

1) O2 2) Н2 3) Н2 и O2 4) Н2 и N2 5) Сl2 6) Сl2 и Н2

17. Установите соответствие между металлом и способом его электролитического получения — электролизом.

А) алюминий	1) расплава нитрата
Б) серебро	2) водного раствора солей
В) цинк	3) раствора оксида в расплаве криолита
Г) литий	4) расплава оксида 5) расплава хлорида 6) водного раствора гидроксида

18. Установите соответствие между металлом и способом его электролитического получения — электролизом.

А) хром	1) расплава нитрата
Б) натрий	2) водного раствора гидроксида
В) медь	3) расплава хлорида
Г) барий	4) расплава оксида 5) раствора оксида в расплаве криолита 6) водного раствора солей

19. Установите соответствие между названием вещества и схемой процесса, протекающего на катоде при электролизе его водного раствора.

A) азотная кислота Б) нитрат серебра B) хлорид кальция Г) нитрат ртути(II)

20. Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на аноде при электролизе ее водного раствора.

Ответы на тесты раздела 1.4.9

1. 5323 2. 2526 3. 4252 4. 4226 5. 5161 6. 2521 7. 6365 8. 2442 9. 5261 10. 2645 11. 3243 12. 5223 13. 3462 14. 4161 15. 4115 16. 5631 17. 3225 18. 6363 19. 3625 20. 2534

Решения тестов раздела 1.4.9

Решение 1. Электролиз — окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании электрического тока через раствор или расплав электролита. При электролизе на катоде (отрицательном электроде) идет восстановление, а на аноде (положительном электроде) идет окисление. При электролизе водного раствора солей, оснований или кислот на катоде может выделяться металл, водород или и металл, и водород одновременно.

Если металл соли или щелочи располагается в ряду напряжений левее марганца (от лития до алюминия), то на катоде выделяется только водород:

Если металл соли располагается в ряду напряжений правее водорода (от меди до золота), то на катоде выделяется только металл, например:

ЕСЛИ металл соли располагается в ряду напряжений правее алюминия, но левее водорода (на практике — левее олова), то на катоде одновременно выделяются и металл, и водород, например:

При электролизе раствора кислот на катоде выделяется водород:

Используем эти положения при ответе на задание. При электролизе раствора ZnCl₂ на катоде выделяются металл и водород, поскольку цинк располагается в ряду напряжений правее алюминия, но левее водорода, — ответ 5. При электролизе растворов КОН и RbBr на катоде выделяется только водород, поскольку и калий, и рубидий располагаются в ряду напряжений левее марганца, — ответы 3 и 3. При электролизе раствора AgNO₃ на катоде выделяется только металл, поскольку серебро располагается в ряду напряжений правее водорода, — ответ 2.

Ответ: 5323.

Решение 2. Используем описание процессов, протекающих на катоде, приведенное ранее. При электролизе растворов MgCl₂ и Ва(ОН)₂ на катоде выделяется только водород, поскольку магний и барий располагаются в ряду напряжений левее марганца, — ответы 2 и 2. При электролизе раствора Сu(NO₃)₂ на катоде выделяется только медь, поскольку медь располагается в ряду напряжений правее водорода, — ответ 5. При электролизе раствора AuCl₃ на катоде выделяется только золото, поскольку золото располагается в ряду напряжений правее водорода, — ответ 6.

Ответ: 2526.

Решение 3. При электролизе водного раствора солей, оснований или кислот на инертном аноде может выделяться кислород или другой неметалл.

Анионы бескислородных кислот Сl^-, Вr^-, I^-, S^2- (кpoмe ионов F) окисляются на аноде с образованием соответствующих неметаллов:

Анионы кислородных кислот SO₄^2-, NO₃^- и другие не окисляются, вместо них окисляются молекулы воды с выделением кислорода:

При электролизе растворов щелочей на аноде разряжаются гидроксид-ионы и выделяется кислород:

В случае растворимого анода, например из меди, происходит его растворение: Сu - 2ē = Сu²⁺.

Используем эти положения при ответе на задание. При электролизе раствора СuСl₂ на аноде выделяется хлор, поскольку соляная кислота НСl — это бескислородная кислота: — ответ 4. При электролизе раствора CuSO₄ на аноде выделяется кислород, поскольку серная кислота H₂SO₄ — это кислородная кислота: — ответ 2. При электролизе раствора Na₂S на аноде выделяется сера, поскольку сероводородная кислота H₂S — это бескислородная кислота: S^2- - 2ē = S — ответ 5. Хотя фтороводородная кислота HF является бескислородной, при электролизе раствора NaF на аноде выделяется не фтор, а кислород: — ответ 2.

Ответ: 4252.

Решение 4. Используем описание процессов, протекающих на аноде, приведенное ранее.

При электролизе раствора АlВr₃ на аноде выделяется бром, бромоводородная кислота НВr — это бескислородная кислота: 2Вr^- - 2ē = Вr₂ — ответ 4. При электролизе раствора кислородной серной кислоты на аноде выделяется кислород: — ответ 2. При электролизе раствора щелочи Ва(ОН)₂ на аноде выделяется кислород: — ответ 2. Электролиз раствора ацетата натрия протекает особым образом — на катоде выделяется водород: а на аноде выделяются этан и углекислый газ:

— ответ 6. В целом уравнение записывается следующим образом:

Ответ: 4226.

Решение 5. Используем описание процессов, протекающих на аноде, приведенное ранее.

При электролизе хлорида бария, т.е. соли бескислородной кислоты, на аноде выделяется хлор: — ответ 5. При электролизе раствора щелочи NaOH на аноде выделяется кислород: — ответ 1. При электролизе иодида калия, т.е. соли бескислородной кислоты, на аноде выделяется иод: 2I^- - 2ē = I₂ — ответ 6. Хотя фтороводородная кислота HF является бескислородной, при электролизе раствора NH₄F на аноде выделяется не фтор, а кислород: — ответ 1.

Ответ: 5161.

Решение 6. Напишем суммарные уравнения электролиза растворов солей, используя приведенные ранее правила.

Ответ: 2521.

Решение 7. Щелочные и щелочноземельные металлы получают электролизом их расплавленных хлоридов. Получить металлы при электролизе расплавов нитратов не удается, поскольку нитраты при нагревании разлагаются. Алюминий получают электролизом расплава оксида алюминия с криолитом при 900° С, при этом на катоде выделяется алюминий, а на аноде — кислород, который реагирует с угольным анодом с образованием углекислого газа. Металлы, стоящие в ряду напряжений правее алюминия, можно получать при электролизе водных растворов их солей. При получении металлов, стоящих в ряду напряжений правее алюминия, но левее водорода, наряду с металлом возможно образование водорода. Многие оксиды имеют высокие температуры плавления СаО (2614° С), Аl₂O₃ (2053° С), поэтому электролизом оксидов металлы не получают.

Так, медь получают при электролизе водного раствора солей — ответ 6. Калий получают при электролизе расплава хлорида калия — ответ 3. Ртуть получают при электролизе водного раствора солей — ответ 6. Алюминий получают при электролизе раствора оксида в расплаве криолита — ответ 5.

Ответ: 6365.

Решение 8. Используем правила получения металлов, приведенные ранее. Кальций и натрий можно получить при электролизе расплава хлорида кальция и хлорида натрия соответственно — ответы 2 и 2. Свинец и серебро можно получить при электролизе водного раствора нитрата свинца и нитрата серебра соответственно — ответы 4 и 4. Отметим, что гидроксид свинца в воде не растворяется, а гидроксид серебра не существует.

Ответ: 2442.

Решение 9. При электролизе раствора хлорида меди(II) на катоде образуется медь: — ответ 5. При электролизе раствора нитрата бария на катоде образуется водород: — ответ 2. При электролизе раствора бромида золота на катоде образуется золото: — ответ 6. При электролизе раствора серной кислоты на катоде образуется водород: — ответ 1. Обратите внимание, что образование на катоде водорода в растворах солей и в растворах кислот идет по-разному.

Ответ: 5261.

Решение 10. При электролизе раствора NH₄F на аноде образуется кислород: — ответ 2. При электролизе раствора NaOH на аноде образуется кислород: — ответ 6. Обратите внимание, что образование на аноде кислорода в растворах солей и в растворах щелочей идет по-разному. При электролизе раствора АlСl₃ на аноде образуется хлор: — ответ 4. При электролизе раствора CuBr₂ на аноде образуется бром: — ответ 5.

Ответ: 2645.