Номер 8, страница 73 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Решение

Катод — это электрод, на котором происходит процесс восстановления. Восстановление характеризуется присоединением электронов.

Рассмотрим предложенные реакции:

а) $Cl^{-} - 1e^{-} \rightarrow Cl^{0}$;

В данной реакции хлорид-ион $Cl^{-}$ отдает электрон (потеря электронов). Это процесс окисления, а не восстановления. Кроме того, атом хлора $Cl^{0}$ является нестабильным, и обычно образуется молекулярный хлор $Cl_{2}$. Следовательно, эта реакция не может протекать на катоде.

б) $2Cl^{-} - 2e^{-} \rightarrow Cl_{2}$;

Эта реакция также представляет собой потерю электронов ($2e^{-}$), что является процессом окисления. Образование молекулярного хлора $Cl_{2}$ из хлорид-ионов $Cl^{-}$ происходит на аноде. Следовательно, эта реакция не может протекать на катоде.

в) $H^{+} + 2e^{-} \rightarrow H^{0}$;

Данная реакция показывает присоединение электронов ($+ 2e^{-}$), что является процессом восстановления. Однако, с точки зрения стехиометрии и стабильности, один ион водорода $H^{+}$ присоединяет один электрон для образования атома водорода $H^{0}$ ($H^{+} + e^{-} \rightarrow H^{0}$). Атом водорода $H^{0}$ нестабилен и обычно образует молекулу $H_{2}$. Реакция, как записана, не является корректной для образования атома водорода. Следовательно, эта реакция не может протекать на катоде в таком виде.

г) $2H^{+} + 2e^{-} \rightarrow H_{2}$.

В этой реакции два иона водорода $2H^{+}$ присоединяют два электрона ($+ 2e^{-}$) с образованием молекулы водорода $H_{2}$. Это процесс восстановления, который протекает на катоде, например, при электролизе водных растворов кислот или воды. Заряд и количество атомов сбалансированы: $(2 \times (+1)) + (2 \times (-1)) = 0$ и $2H$ справа и $2H$ слева. Следовательно, эта реакция может протекать на катоде.

Ответ: г)