Odpowiedzi

1421
Odp. A
Nie jest ważne, czy mamy do czynienia z elektrolizą czy z ogniwem. Na anodzie zawsze zachodzi proces utlenienia, a na katodzie redukcji. Podczas elektrolizy katoda przyciąga kationy, czyli sama musi być naładowana ujemnie. W ogniwie jeżeli zachodzi na niej proces redukcji, naładowana jest dodatnio.

1429
Odp. C
Wydzielanie się dwóch produktów gazowych świadczy, że na elektrodach wydzielał się wodór i tlen. Podczas elektrolizy soli zbudowanych z reszty kwasowej złożonej (sole kwasów tlenowych) również wydziela się tlen i wodór – czyli rozkładowi ulega woda i następuje jedynie wzrost stężenia soli. Podobnie zjawisko zaobserwujemy podczas elektrolizy kwasu złożonego. Rozkładowi ulegnie woda i wzrośnie stężenie kwasu – pH roztworu ulegnie obniżeniu. Jeżeli elektrolizie poddamy zasadę, to w efekcie końcowym zaobserwujemy rozkład wody. Stężenie zasady wzrośnie, wzrośnie również pH roztworu:
(A) 4OH^- → 2H₂O + O₂ + 4e
(K) 4H₂O + 4e → 4OH^- + 2H₂

1433
Odp. A
W elektrolizerze z elektrodami platynowymi na anodzie zachodził proces utlenienia (utleniał się tlen z wody: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e), a na katodzie proces redukcji (2Cu²⁺ + 4e → 2Cu). Stężenie jonów Cu²⁺ maleje podczas elektrolizy.
W drugim elektrolizerze na katodzie zachodził proces redukcji, podobnie jak w pierwszym elektrolizerze, natomiast na anodzie proces utlenienia miedzi do jonów miedzi(II) (Cu → Cu²⁺ + 2e). Stężenie jonów Cu²⁺ pozostawało w czasie elektrolizy stałe.

1438
Odp. D
Podczas elektrolizy soli kwasów nieorganicznych złożonych wydziela się na anodzie tlen pochodzący z rozkładu wody (anion reszty kwasowej nie ulega utlenieniu, patrz pytanie 1429). Odpada więc elektroliza węglanu sodu. Podczas elektrolizy soli kwasów karboksylowych na anodzie zachodzi następująca reakcja:
2R-COO^- → 2R^. + CO₂ + 2e
Powstałe rodniki alkilowe łączą się ze sobą z utworzeniem alkanu:
2R^. → R-R
Aby na anodzie wydzielił się tylko CO₂ należy elektrolizie poddać sól w której grupa karboksylowa nie połączona jest z żadną grupą alkilową lub wodorem. Taki warunek spełnia tylko szczawian sodu.

1443
Odp. B
11,2dm³ tlenu to 0,5mola cząsteczek tlenu, które powstały w następującej reakcji:
4OH^- → 2H₂O + O₂ + 4e
Z równania reakcji widzimy, że na wydzielenie 1mola tlenu potrzeba 4F elektronów, czyli na 0,5mola tlenu potrzeba 2F elektronów. Kolejne równanie reakcji zachodzące na katodzie:
K⁺ + 1e → K
Pozwala nam obliczyć ile moli potasu zostanie wydzielonych przez ładunek 2F. Z równania reakcji widać, że wydzielą się 2mole potasu, czyli 2^.39,1g=78,2g potasu.

1450
Odp. A
Na katodzie zachodzą następujące procesy:
Sn²⁺ + 2e → Sn na wydzielenie 1 mola cyny z jonów Sn²⁺ potrzeba 2F elektronów
Sn⁴⁺ + 4e → Sn na wydzielenie 2 moli cyny z jonów Sn⁴⁺ potrzeba 8F elektronów
w sumie potrzeba 10F elektronów.
Jony chlorkowe, które występują w stechiometrycznej ilości w stosunku do jonów Sn(II) i Sn(IV) ulegną utlenieniu na anodzie podczas przepływu tego samego ładunku elektronów.

1452
Odp. B
31,7g Cu to 0,5mola miedzi. Zgodnie z równaniem reakcji:
Cu²⁺ + 2e → Cu
na wydzielenie 0,5mola miedzi potrzeba 1F elektronów (obliczenia można przeprowadzić w pamięci czytając powyższe równanie reakcji), czyli ładunek 96500C=9,65^.10⁴C. Z wykresu wynika, że taki ładunek przepłynie przez roztwór w czasie większym niż 2godz, a mniejszym niż 3godz.

1459
Odp. B
Z proporcji mamy:
ładunek 96500C to 1F i jest on równy 6,023^.10²³ elektronów, więc
ładunek x C jest równy 5000 elektronom
x=8^.10^-16C

1467
Odp. A
ładunek przepływający przez roztwór Q=it=0,5A^.3600s=1800C. Zgodnie z równaniem reakcji:
Cu²⁺ + 2e → Cu
Na wydzielenie 63,5g miedzi potrzeba 2^.96500C, to
na wydzielenie x g miedzi potrzeba 1800C
x=0,59g.
Uwzględniając 90% wydajność prądową masa wydzielonej miedzi wynosi: m=0,59g^.0,9=0,531g

1475
Odp. A
Przez obydwa elektrolizery musiał przepłynąć ten sam ładunek. Jeżeli w pierwszym elektrolizerze wydzililo się 2,16g Ag, czyli 0,02mola Ag, to musiał przez niego przepłynąć ładunek 0,02mola elektronów (0,02F):
Ag⁺ + 1e → Ag
ładunek ten zdolny jest wydzielić 0,02mola miedzi z jonów Cu(I) lub 0,01 mola miedzi z jonów Cu(II).
0,02mola miedzi (z Cu(I)) to 1,27g
0,01mola miedzi z (Cu(II)) to 0,635g.

1483
Odp. A
Przy pH=1 stężenie jonów wodorowych [H⁺]=10^-pH=0,1M. Przy takim stężeniu jonów wodorowych potencjał półogniwa względem NEW (Normalnej Elektrody Wodorowej) wynosi: E_H=0+0,059^.log0,1=‑0,059V. Uwzględniając nadnapięcie wydzielania wodoru na elektrodzie cynkowej, wydzielanie wodoru nastąpi przy napięciu E=E_n-E_H=0,82V. Poniżej tej wartości wodór nie będzie się wydzielał na elektrodzie, a będzie wydzielany cynk. Czyli cynk będzie się wydzielał z roztworu jeżeli SEM półogniwa Zn/Zn²⁺ będzie miało większą wartość od -0,82V, czyli:
E_Zn<E₀+0,059/2^.log[Zn²⁺]
-0,82<0,76+0,03^.log[Zn²⁺] po przekształceniu otrzymamy:
-2<log[Zn²⁺], [Zn²⁺]>0,01M

1494
Odp. C
Patrz pytanie 1433.
(K) Cu²⁺ + 2e → Cu
(A) Cu → Cu²⁺ + 2e
Masa katody zwiększy się o masę wydzielonej miedzi. Dokładnie o taką samą masę zmniejszy się masa anody. Miedź na anodzie utleni się do jonów Cu(II), które przejdą do roztworu.
W odpowiedzi jest B, co wydaje się nonsensem, ponieważ porównując pytanie 1421, na anodzie zachodzi zawsze proces utlenienia (zarówno w ogniwie, jak i podczas elektrolizy). Utlenić w tym przypadku może się miedź do miedzi(+II) Cu²⁺, czyli masa anody maleje w czasie elektrolizy.