2025-11-11 01:42:20
Каковы уравнения реакций, которые необходимо записать в процессе выполнения задания, и какие количественные и арифметические расчеты нужно провести с указанием методов или формул? Рассмотрим ситуацию, в которой 400 г Х%-ного раствора AgNO3 подвергли электролизу с использованием медных электродов одинаковой массы и силой тока 1,125 F. В результате электролиза масса катода увеличилась на 148 г по сравнению с анодом. После завершения реакции анод растворили в концентрированном растворе азотной кислоты, при этом выделился 1 mol газа. Какие значения нужно определить: Х, суммарная масса исходных электродов, масса катода после реакции и количество 63%-ного раствора азотной кислоты, необходимое для растворения электродов?
Химия 11 класс Электролиз растворов и расчет количеств веществ уравнения реакций электролиз AgNO3 расчет массы катода концентрация раствора азотная кислота методы расчета химические формулы электродный процесс количество газа масса электродов
2025-11-11 01:42:47
Давайте разберем данное задание по шагам. Мы будем использовать уравнения реакций, а также проведем необходимые количественные и арифметические расчеты.
Шаг 1: Определим уравнения реакций.
- На катоде происходит восстановление ионов серебра (Ag+) до металлического серебра (Ag):
- Ag+ + e- → Ag
- На аноде происходит окисление ионов хлора (Cl-) или других ионов, в зависимости от условий электролиза. Но в нашем случае мы можем предположить, что окисляется серебро:
- Ag → Ag+ + e-
Шаг 2: Рассчитаем массу раствора AgNO3, содержащую Ag.
Имеется 400 г раствора с концентрацией X%. Это означает, что масса AgNO3 в растворе равна:
Масса AgNO3 = (X/100) * 400 г
Шаг 3: Рассчитаем количество молей AgNO3 в растворе.
Молярная масса AgNO3 = 107,87 (Ag) + 14,01 (N) + 3*16 (O) = 169,87 г/моль.
Количество молей AgNO3 = Масса AgNO3 / Молярная масса AgNO3.
Шаг 4: Определим, сколько серебра выделилось на катоде.
По условию, масса катода увеличилась на 148 г. Это и есть масса выделившегося серебра, поэтому:
m(Ag) = 148 г.
Шаг 5: Рассчитаем количество молей выделившегося серебра.
Количество молей Ag = Масса Ag / Молярная масса Ag (молярная масса серебра = 107,87 г/моль).
Шаг 6: Определим количество электричества, прошедшего через электролизер.
Сила тока I = 1,125 F, где F - это число Фарадеев, необходимое для восстановления 1 моля ионов. Для серебра 1 моль Ag требует 1 моль электронов, то есть 1 Фарадей (96485 Кл).
Количество Фарадеев = I * t, где t - время в секундах.
Шаг 7: Рассчитаем, сколько вещества растворилось на аноде.
Согласно условию, выделился 1 моль газа (например, O2). Это означает, что на аноде произошло окисление 1 моля серебра.
Шаг 8: Определим массу катода после реакции.
Масса катода после реакции = Начальная масса катода + 148 г.
Шаг 9: Рассчитаем количество 63%-ного раствора азотной кислоты, необходимое для растворения электродов.
Для растворения 1 моль Ag требуется определенное количество HNO3, которое мы можем рассчитать, зная, что 1 моль HNO3 реагирует с 1 моль Ag.
Масса HNO3 = Количество молей HNO3 * Молярная масса HNO3 (63 г/моль).
Теперь, зная массу HNO3, мы можем рассчитать необходимый объем 63%-ного раствора.
Объем раствора = Масса HNO3 / (Плотность раствора). Плотность 63%-ного раствора HNO3 примерно 1,2 г/мл.
Шаг 10: Подводим итоги.
- Определите X, используя уравнения и расчеты.
- Суммарная масса исходных электродов = масса катода + масса анода.
- Масса катода после реакции = начальная масса + 148 г.
- Количество 63%-ного раствора HNO3 можно найти по расчетам.
Таким образом, мы получили все необходимые уравнения и расчеты для решения задачи. Если у вас есть дополнительные вопросы или нужны уточнения по каким-либо шагам, пожалуйста, дайте знать!