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 электролиз водного раствора нитрат серебра газ на аноде масса катода серебряный анод химические реакции Объём газа инертные электроды Новый

Давайте разберем задачу по шагам.

1. Определим, что происходит на катоде.

При электролизе раствора нитрата серебра (AgNO3) ионов серебра (Ag+) восстанавливаются на катоде, образуя металлическое серебро. Увеличение массы катода на 10,8 г говорит о том, что на катоде выделилось серебро.

2. Рассчитаем количество вещества серебра, которое выделилось.

Сначала найдем молекулярную массу серебра:

• Молярная масса Ag = 107,87 г/моль.

Теперь можем рассчитать количество вещества:

• n(Ag) = масса / молярная масса = 10,8 г / 107,87 г/моль ≈ 0,100 моль.

3. Определим, сколько электронов передалось при этом процессе.

На катоде происходит реакция:

• Ag+ + e- → Ag.

Каждый ион серебра принимает один электрон, значит, для 0,100 моль Ag потребуется 0,100 моль электронов.

4. Теперь рассмотрим, что происходит на аноде.

На аноде происходит окисление. В водном растворе могут происходить два основных процесса:

• Окисление воды: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-.
• Окисление ионов нитрата (NO3-), однако это менее вероятно в условиях нашего эксперимента.

Поскольку у нас инертные электроды, скорее всего, будет происходить окисление воды, что приведет к выделению кислорода.

5. Рассчитаем объем выделившегося газа.

Из уравнения реакции видно, что 2 моль воды выделяют 1 моль кислорода. Чтобы узнать, сколько кислорода выделится, нужно сначала найти количество молей, которое будет соответствовать количеству электронов:

• 4 моль электронов дают 1 моль O2, следовательно, 0,100 моль e- дадут 0,100 моль / 4 = 0,025 моль O2.

Теперь найдем объем газа при нормальных условиях (н.у.):

• 1 моль газа при н.у. занимает 22,4 л.
• Объем O2 = 0,025 моль * 22,4 л/моль = 0,56 л.

6. Итог.

Таким образом, на аноде выделится газ - кислород (O2) в объеме 0,56 литра. Если бы анод был серебряным, то вместо окисления воды могло бы происходить окисление серебра, что также привело бы к образованию ионов Ag+, но в данной ситуации с инертными электродами мы наблюдаем именно выделение кислорода.