При электролизе водного раствора нитрата серебра с инертными электродами масса катода увеличилась на 10,8 г. Какой газ выделится на аноде, каков его объем и как будет протекать электролиз этого раствора с серебряным анодом?
Химия 11 класс Электролиз растворов электролиз водного раствора нитрат серебра масса катода газ на аноде Объём газа серебряный анод инертные электроды
При электролизе водного раствора нитрата серебра (AgNO3) с инертными электродами, давайте разберем процесс шаг за шагом.
1. Определение реакции на катоде:На катоде происходит восстановление ионов серебра (Ag+) до металлического серебра (Ag). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
Ag+ + e- → Ag
Из условия задачи мы знаем, что масса катода увеличилась на 10,8 г. Теперь мы можем рассчитать количество молей серебра, которое осело на катоде.
2. Расчет количества молей серебра:Молярная масса серебра (Ag) составляет примерно 107,87 г/моль. Используя формулу:
Количество молей = масса / молярная масса
Мы получаем:
Количество молей Ag = 10,8 г / 107,87 г/моль ≈ 0,100 моль
3. Определение реакции на аноде:На аноде, где происходит окисление, в водном растворе нитрата серебра выделяется кислород (O2). Уравнение реакции на аноде выглядит так:
2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
4. Расчет объема выделившегося газа:Согласно уравнению, на аноде выделяется 1 моль кислорода (O2) при 4 молях электронов. Поскольку мы получили 0,100 моль серебра на катоде, это означает, что было передано 0,100 моль электронов.
Теперь, чтобы найти количество выделившегося кислорода, используем пропорцию:
Решая это уравнение, получаем:
X = 0,100 / 4 = 0,025 моль O2
5. Расчет объема газа:При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Следовательно, объем выделившегося кислорода можно рассчитать следующим образом:
Объем O2 = 0,025 моль * 22,4 л/моль = 0,56 литра
6. Итоги:Таким образом, при электролизе водного раствора нитрата серебра с инертными электродами:
Если бы использовался серебряный анод, то процесс был бы несколько иным, так как серебро также могло бы окисляться, и в этом случае на аноде могло бы выделяться не только кислород, но и серебро, что усложнило бы процесс. Однако в данной задаче мы рассматриваем инертные электроды, поэтому вышеописанные реакции остаются актуальными.