Задача 1
Условие (кратко)
Почему щелочноземельные металлы получают электролизом расплавов солей, а не гидроксидов, как щелочные? Напишите уравнение электролиза расплава хлорида кальция.
Решение
Для электролиза расплава вещество нужно расплавить, не разрушив его. \(\mathrm{NaOH}\) и \(\mathrm{KOH}\) плавятся без разложения. Гидроксиды щелочноземельных металлов при нагревании раньше разлагаются на оксид и воду, чем плавятся:
\[\mathrm{Ca(OH)_2 \xrightarrow{t} CaO + H_2O}\]
Расплава гидроксида просто не получить, а оксид \(\mathrm{CaO}\) очень тугоплавок. Поэтому берут расплавы солей, чаще хлоридов, которые плавятся без разложения.
Электролиз расплава хлорида кальция:
\[\mathrm{CaCl_2 \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^-}\]
Катод (−): \(\mathrm{Ca^{2+} + 2e^- \rightarrow Ca}\)
Анод (+): \(\mathrm{2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2\uparrow}\)
Суммарно:
\[\mathrm{CaCl_2 \xrightarrow{\text{электролиз}} Ca + Cl_2\uparrow}\]
Ответ
Гидроксиды при нагревании разлагаются на оксид и воду, не плавясь; CaCl₂ → Ca + Cl₂↑ (электролиз расплава)
Почему так
Электролизом расплава можно разложить только вещество, которое плавится без разложения.
Подробнее — в теме «Элементы IIA-группы».