Номер 8, страница 70 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

При электролизе водного раствора хлорида меди(II) $\text{CuCl}_2$ на катоде (отрицательно заряженном электроде) происходит процесс восстановления. К катоду притягиваются положительно заряженные ионы. В растворе присутствуют ионы $\text{Cu}^{2+}$ (из $\text{CuCl}_2$) и молекулы воды $\text{H}_2\text{O}.$

Сравним стандартные электродные потенциалы восстановления:

$\text{Cu}^{2+} + 2\text{e}^- \rightarrow \text{Cu}^0$ $(\text{E}^0 = +0.34\text{ В})$

$2\text{H}_2\text{O} + 2\text{e}^- \rightarrow \text{H}_2 \uparrow + 2\text{OH}^-$ $(\text{E}^0 = -0.83\text{ В}$ при стандартных условиях, в нейтральной среде)

Поскольку потенциал восстановления ионов $\text{Cu}^{2+}$ значительно выше (менее отрицателен или более положителен), чем потенциал восстановления воды, именно ионы $\text{Cu}^{2+}$ будут преимущественно восстанавливаться на катоде.

a) $\text{Cu}^{0} - 2e^{-} \rightarrow \text{Cu}^{2+}$

Данная схема описывает процесс потери электронов, то есть окисление. Окисление происходит на аноде, а не на катоде. Кроме того, исходное вещество — нейтральный атом меди $\text{Cu}^0$, который не является основным компонентом, восстанавливающимся из раствора на катоде.

Ответ: Эта схема не отражает процесс, происходящий на катоде при электролизе раствора хлорида меди(II).

б) $\text{Cu}^{0} - 1e^{-} \rightarrow \text{Cu}^{+}$

Эта схема также описывает процесс окисления (потерю электронов). Окисление происходит на аноде. Кроме того, в растворе хлорида меди(II) медь находится в степени окисления +2, т.е. в виде ионов $\text{Cu}^{2+}$, а не $\text{Cu}^0$ или $\text{Cu}^+$, как исходные вещества для процесса на катоде.

Ответ: Эта схема не отражает процесс, происходящий на катоде при электролизе раствора хлорида меди(II).

в) $\text{Cu}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Cu}^{0}$

Эта схема описывает процесс присоединения электронов, то есть восстановление. Ионы $\text{Cu}^{2+}$ присутствуют в растворе хлорида меди(II) и, как было указано выше, имеют более высокий потенциал восстановления по сравнению с водой. Следовательно, они будут восстанавливаться до металлической меди $\text{Cu}^0$ на катоде.

Ответ: Данная схема правильно отражает процесс, происходящий на катоде при электролизе водного раствора хлорида меди(II).

г) $\text{Cu}^{+} + 1e^{-} \rightarrow \text{Cu}^{0}$

Эта схема описывает процесс восстановления иона $\text{Cu}^{+}$ до металлической меди $\text{Cu}^0$. Хотя это и процесс восстановления, в растворе хлорида меди(II) медь находится в степени окисления +2 (ионы $\text{Cu}^{2+}$), а не +1 (ионы $\text{Cu}^{+}$). Основным процессом на катоде будет восстановление $\text{Cu}^{2+}.$

Ответ: Эта схема не является основной для процесса на катоде при электролизе раствора хлорида меди(II).