Какой объем газа выделился на аноде при электролизе водного раствора нитрата серебра с инертными электродами, если на катоде получилось 10,8 г металла?

Химия 11 класс Электролиз растворов Объём газа анод электролиз водный раствор нитрат серебра инертные электроды катод 10,8 г металла Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Фарадея и некоторые химические знания о реакции, происходящей при электролизе раствора нитрата серебра.

Шаг 1: Определение количества вещества серебра.

Сначала найдем количество вещества серебра, которое образовалось на катоде. Для этого используем формулу:

n = m / M

где:

• n - количество вещества (в молях),
• m - масса вещества (в граммах),
• M - молярная масса вещества (в граммах на моль).

Молярная масса серебра (Ag) составляет примерно 108 г/моль. Подставим значения:

n = 10,8 г / 108 г/моль = 0,1 моль.

Шаг 2: Определение количества электронов, участвующих в реакции.

При электролизе нитрата серебра происходит следующее сокращение на катоде:

Ag⁺ + e^- → Ag.

Из уравнения видно, что на образование 1 моль серебра требуется 1 моль электронов. Таким образом, для 0,1 моль серебра потребуется 0,1 моль электронов.

Шаг 3: Определение объема газа, выделяющегося на аноде.

На аноде происходит окисление воды с образованием кислорода:

2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e^-.

Из уравнения видно, что на выделение 1 моль кислорода (O₂) требуется 4 моль электронов. Таким образом, для 0,1 моль электронов, выделится:

n(O₂) = (0,1 моль e^-) / 4 = 0,025 моль O₂.

Шаг 4: Определение объема газа.

При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Следовательно, объем кислорода можно вычислить следующим образом:

V = n * V_m,

где:

• V - объем газа (в литрах),
• n - количество вещества (в молях),
• V_m - молярный объем газа (22,4 л/моль).

Подставим значения:

V = 0,025 моль * 22,4 л/моль = 0,56 литра.

Ответ: Объем газа, выделившегося на аноде, составляет 0,56 литра.