Металлы, которые можно получить только электролизом расплавов солей, это: 1) K и Na, 2) Al и Zn, 3) Cu и Mg, 4) Ba и Fe. Поясните свой ответ.

Правильный ответ: 1) K и Na (калий и натрий).

Объяснение:

Калий (K) и натрий (Na) — это щелочные металлы, расположенные в первой группе периодической системы Д. И. Менделеева. Они обладают очень высокой химической активностью и являются сильными восстановителями.

В школьном курсе химии считается, что такие активные металлы получают электролизом расплавов их солей, поскольку обычными химическими восстановителями выделить их из соединений крайне трудно.

Почему используют именно расплавы солей, а не водные растворы?

Если проводить электролиз водных растворов солей калия или натрия, то на катоде вместо металла будет выделяться водород, поскольку восстановление воды происходит легче, чем восстановление ионов K⁺ и Na⁺.

Поэтому для получения этих металлов используют расплавы солей, в которых отсутствует вода.

Например, при электролизе расплава хлорида натрия происходит реакция:

На катоде восстанавливаются ионы натрия:

На аноде окисляются хлорид-ионы:

Аналогично можно получить калий из расплава хлорида калия:

Почему остальные варианты неправильные?

2) Al и Zn (алюминий и цинк).

Алюминий действительно получают промышленным способом с помощью электролиза расплава оксида алюминия, растворённого в расплавленном криолите. Однако цинк можно получать не только электролизом, но и восстановлением его оксида углеродом:

Поэтому этот вариант не подходит.

3) Cu и Mg (медь и магний).

Магний относится к активным металлам, и его часто получают электролизом расплава хлорида магния. Однако медь — сравнительно малоактивный металл. Её можно получать восстановлением оксида меди водородом:

Следовательно, этот вариант также неправильный.

4) Ba и Fe (барий и железо).

Барий — активный металл, для получения которого может применяться электролиз расплавленных солей. Железо же получают преимущественно восстановлением его оксидов угарным газом или другими восстановителями.

Например:

Поэтому четвёртый вариант не подходит.

Вывод

В школьной химии действует следующее правило: наиболее активные металлы, прежде всего щелочные и щелочноземельные, получают электролизом расплавов их соединений, потому что из водных растворов их солей эти металлы выделить нельзя.

Таким образом, правильный ответ — 1) K и Na, поскольку калий и натрий относятся к очень активным щелочным металлам, для получения которых применяют электролиз расплавленных солей.

Уточнение: слово «только» здесь следует понимать в рамках школьных способов получения металлов. В промышленной и специальной химии существуют также отдельные химические способы получения некоторых щелочных металлов.