1. Что выделяется на катоде при электролизе водного раствора сульфата меди(II) с использованием инертных электродов?

1. При электролизе водного раствора сульфата меди(II) с использованием инертных электродов на катоде выделяется медь в элементарном состоянии (Cu). Это происходит из-за того, что при электролизе ион Cu2+ принимает 2 электрона и превращается в медь, которая выпадает на поверхность катода.

Обоснование: В растворе сульфата меди(II) есть положительные ионы меди Cu2+ и отрицательные ионы сульфата SO42-. Под воздействием электрического тока происходит окисление воды на аноде с выделением кислорода и восстановление ионов меди на катоде с выделением меди. Из двух положительно заряженных ионов (меди и водорода) медь имеет меньшую степень восстановления, поэтому она выделяется на катоде.

Пошаговое решение:
- Напишем уравнение электролиза водного раствора сульфата меди(II) с использованием инертных электродов:
CuSO4(aq) + 2H2O(l) -> Cu(s) + 2H2SO4(aq) + O2(g)
- Ион Cu2+ (меди) принимает 2 электрона и превращается в медь (Cu(s)).
- Медь выпадает на поверхность катода в виде металлического осадка.

2. При электролизе водного раствора нитрата серебра с использованием инертных электродов на аноде выделяется кислород (O2) из окисления воды (H2O). Это происходит потому, что серебро является металлом с большей степенью восстановления, чем водород, поэтому ионы серебра (Ag+) не принимают электроны и не выделяются на аноде.

Обоснование: В растворе нитрата серебра есть положительные ионы серебра Ag+ и отрицательные ионы нитрата NO3-. Под воздействием электрического тока происходит окисление воды на аноде с выделением кислорода и восстановление ионов серебра на катоде с выделением серебра. Из двух положительно заряженных ионов (серебра и водорода) серебро имеет большую степень восстановления, поэтому ионы серебра не принимают электроны и не выделяются на аноде.

Пошаговое решение:
- Напишем уравнение электролиза водного раствора нитрата серебра с использованием инертных электродов:
2AgNO3(aq) + 2H2O(l) -> O2(g) + 4HNO3(aq) + 2Ag(s)
- Ионы H2O принимают 4 электрона и превращаются в кислород (O2(g)).
- Кислород выпадает на поверхность анода в виде газа.

3. При электролизе водного раствора сульфата марганца(II) с использованием инертных электродов на катоде выделяется марганец в элементарном состоянии (Mn). Образование марганца происходит из-за того, что ион Mn2+ принимает 2 электрона и превращается в марганец, который выпадает на поверхность катода.

Обоснование: В растворе сульфата марганца(II) есть положительные ионы марганца Mn2+ и отрицательные ионы сульфата SO42-. Под воздействием электрического тока происходит окисление воды на аноде с выделением кислорода и восстановление ионов марганца на катоде с выделением марганца. Из двух положительно заряженных ионов (марганца и водорода) марганец имеет меньшую степень восстановления, поэтому он выделяется на катоде.

Пошаговое решение:
- Напишем уравнение электролиза водного раствора сульфата марганца(II) с использованием инертных электродов:
MnSO4(aq) + 2H2O(l) -> Mn(s) + 2H2SO4(aq) + O2(g)
- Ион Mn2+ (марганца) принимает 2 электрона и превращается в марганец (Mn(s)).
- Марганец выпадает на поверхность катода в виде металлического осадка.

4. При электролизе водного раствора сульфата натрия с использованием инертных электродов на катоде выделяется водород (H2). Это происходит из-за того, что ион Na+ имеет большую степень восстановления, чем водород, поэтому ионы натрия не принимают электроны и не выделяются на катоде.

Обоснование: В растворе сульфата натрия есть положительные ионы натрия Na+ и отрицательные ионы сульфата SO42-. При электролизе водного раствора сульфата натрия происходит окисление воды на аноде с выделением кислорода и восстановление ионов водорода на катоде с выделением водорода. Из двух положительно заряженных ионов (натрия и водорода) натрий имеет большую степень восстановления, поэтому ионы натрия не принимают электроны и не выделяются на катоде.

Пошаговое решение:
- Напишем уравнение электролиза водного раствора сульфата натрия с использованием инертных электродов:
2Na2SO4(aq) + 2H2O(l) -> 4NaOH(aq) + O2(g) + 2H2(g)
- Ионы H2O принимают 2 электрона и превращаются в молекулы водорода (H2(g)).
- Водород формируется и выделяется на поверхности катода в виде газа.