Заполните реакцию электролиза. Продукты реакции запишите в порядке уменьшения молярных масс.

Решение:

Электролиз раствора нитрата меди(II) протекает следующим образом:

На катоде (отрицательный электрод) происходит восстановление катионов меди:

\( \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} \)

На аноде (положительный электрод) происходит окисление воды, так как ион \( \text{NO}_3^- \) не окисляется:

\( \text{2H}_2\text{O} \rightarrow \text{O}_2 \uparrow + 4H^+ + 4e^- \)

Чтобы получить суммарное уравнение, умножим уравнение катодного процесса на 2, чтобы число электронов было одинаковым:

\( \text{2Cu}^{2+} + 4e^- \rightarrow \text{2Cu} \)

Суммируем уравнения:

\( \text{2Cu}^{2+} + \text{2H}_2\text{O} \rightarrow \text{2Cu} + \text{O}_2 \uparrow + 4H^+ \)

Учитывая, что в растворе присутствуют ионы \( \text{NO}_3^- \), ионы \( \text{H}^+ \) и \( \text{NO}_3^- \) образуют азотную кислоту \( \text{HNO}_3 \), а \( \text{Cu}^{2+} \) и \( \text{NO}_3^- \) — нитрат меди(II). Таким образом, исходным веществом было \( \text{Cu(NO}_3)_2 \) и \( \text{H}_2\text{O} \).

Полное уравнение реакции:

\( \text{2Cu(NO}_3)_2 + \text{2H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{электролиз}} \text{2Cu} + \text{O}_2 \uparrow + \text{4HNO}_3 \)

Продукты реакции: \( \text{Cu} \), \( \text{O}_2 \), \( \text{HNO}_3 \).

Молярные массы продуктов:

• \( \text{M(Cu)} = 64 \text{ г/моль} \)
• \( \text{M(O}_2) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль} \)
• \( \text{M(HNO}_3) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 1 + 14 + 48 = 63 \text{ г/моль} \)

В порядке уменьшения молярных масс:

\( \text{Cu} > \text{HNO}_3 > \text{O}_2 \)

Следовательно, продукты реакции в порядке уменьшения молярных масс:

Cu, HNO₃, O₂