При электролизе водного раствора нитрата серебра с инертными электродами на катоде выделилось 10,8 г металла. Какой объем газа выделился на аноде при нормальных условиях?

Химия 11 класс Электролиз растворов электролиз водный раствор нитрат серебра инертные электроды катод анод Объём газа нормальные условия химия Металлы Новый

Для решения данной задачи мы будем использовать закон Фарадея, который связывает количество выделившегося вещества на электроде с количеством электричества, прошедшего через электролит. Также нам нужно будет учитывать, что при электролизе нитрата серебра (AgNO3) на аноде будет выделяться кислород.

Шаг 1: Определим количество молей серебра, выделившегося на катоде.

• Молярная масса серебра (Ag) составляет примерно 107,9 г/моль.
• Количество молей Ag, выделившегося на катоде, можно вычислить по формуле:

n(Ag) = m(Ag) / M(Ag)

• где n(Ag) - количество молей серебра, m(Ag) - масса серебра (10,8 г), M(Ag) - молярная масса серебра (107,9 г/моль).

Подставим значения:

n(Ag) = 10,8 г / 107,9 г/моль ≈ 0,100 моль.

Шаг 2: Определим количество электронов, участвующих в реакции.

• В реакции выделения серебра на катоде происходит следующее:

Ag⁺ + e^- → Ag

• Каждый атом серебра требует один электрон для восстановления. Значит, для 0,100 моль серебра потребуется 0,100 моль электронов.

Шаг 3: Найдем количество кислорода, выделившегося на аноде.

• На аноде при электролизе водного раствора выделяется кислород по следующей реакции:

2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e^-

• Из уравнения видно, что для выделения 1 моль кислорода требуется 4 моль электронов.

Таким образом, количество молей кислорода, выделившегося на аноде, можно найти по формуле:

n(O₂) = n(e^-) / 4

• где n(e^-) - количество молей электронов (0,100 моль).

Подставим значения:

n(O₂) = 0,100 моль / 4 = 0,025 моль.

Шаг 4: Найдем объем выделившегося газа при нормальных условиях.

• При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л.
• Следовательно, объем кислорода можно вычислить по формуле:

V(O₂) = n(O₂) * 22,4 л/моль

V(O₂) = 0,025 моль * 22,4 л/моль = 0,56 л.

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