Установите соответствие между формулой вещества и продуктом, который образуется на катоде в результате электролиза его водного раствора. 1)Cu(NO3)2 2)AgNO 3)NazCO3 4)CaCl2

Здравствуйте! Давайте подробно разберем задачу и установим соответствие между формулой вещества и продуктом, который образуется на катоде при электролизе его водного раствора.

Общая идея: при электролизе водного раствора вещества на катоде (отрицательный электрод) происходит восстановление ионов металлов или водорода в зависимости от их возможности. На аноде — окисление.

Рассмотрим каждый из веществ по отдельности:

1) Cu(NO₃)₂ (Цинк(II) нитрат)

Особенности:

• Водный раствор содержит ионы \( Cu^{2+} \) и \( NO_3^- \).
• На катоде возможны восстановления:
  • Ионов \( Cu^{2+} \) → металлу \( Cu \)
  • Водорода \( H_2O \) → \( H_2 \)

Степень восстановления:

• \( Cu^{2+} + 2e^- → Cu \) (стандартный электродный потенциал — достаточно высокий, чтобы восстанавливаться раньше водорода)
• Вода может восстанавливаться при меньших потенциалах, чем \( Cu^{2+} \).

Результат: на катоде образуется металлический медь \( Cu \).

2) AgNO₃ (примесь или повседневное соединение, вероятно, AgNO₃ — серебряная соль)

Особенности:

• В водном растворе есть ионы \( Ag^+ \).

• Ионы серебра легко восстанавливаются:

  • \( Ag^+ + e^- → Ag \)

• Водород при электролизе восстанавливается при более низких потенциалах, чем серебро, поэтому серебро выпадает осадком.

Результат: на катоде образуется серебро \( Ag \).

3) Na₂CO₃ (Натрий карбонат)

Особенности:

• В водном растворе: ионы \( Na^+ \) и \( CO_3^{2-} \).
• Натрий — металлический атом не восстанавливается, так как натрий — щелочной металл, и в водных растворах он уже в виде ионов. Он не выпадает на катоде.
• Вода или водород: Восстановление водорода происходит по реакции \( 2H_2O + 2e^- → H_2 + 2OH^- \).

Результат: на катоде выделяется водород \( H_2 \).

4) CaCl₂ (Кальций хлорид)

Особенности:

• В водном растворе: ионы \( Ca^{2+} \), \( Cl^- \).
• Кальций — щелочно-земельный металл. В водных растворах он находится в виде ионов \( Ca^{2+} \).
• Восстановление: \( Ca^{2+} + 2e^- → Ca \). Однако, кальций довольно сложно восстанавливать в воде, гораздо легче выступает водород.
• Хлорид-ионов \( Cl^- \) не восстанавливаются легко (образуется галоген, если возможно).

Результат: на катоде выделяется водород \( H_2 \).

Итоговое соответствие:

Если нужно объяснение более подробно или есть другой вопрос — спрашивайте!