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 Новый

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:

• 4 моль e- → 1 моль O2
• 0,100 моль e- → X моль O2

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:

• На катоде выделяется серебро (Ag), масса которого увеличилась на 10,8 г.
• На аноде выделяется газ - кислород (O2).
• Объем выделившегося кислорода составляет 0,56 литра.

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.