1) Какой объём газа (н.у.) был выделился на аноде при проведении электролиза водного раствора нитрата серебра с использованием инертного анода, если масса восстановленного на катоде серебра составила 2,16 г? Какова массовая доля кислоты в полученном растворе массой 250 г?
2) При полном электролизе 200 г раствора хлорида калия с массовой долей ω(KCl) равной 7,45%, и последующем добавлении 50 г раствора фосфорной кислоты с массовой долей ω(H3PO4) равной 19,6%, какая формула образовавшейся соли будет?
2) При полном электролизе 200 г раствора хлорида калия с массовой долей ω(KCl) равной 7,45%, и последующем добавлении 50 г раствора фосфорной кислоты с массовой долей ω(H3PO4) равной 19,6%, какая формула образовавшейся соли будет?
Zabytyy_Zamok
1) Для решения данной задачи мы должны использовать законы электролиза.
Сначала вычислим количество вещества серебра, восстановленного на катоде. Мы знаем, что масса серебра составляет 2,16 г. Молярная масса серебра Ag = 107,87 г/моль, поэтому количество вещества агента, n(Ag), можно найти с помощью формулы:
\[ n(Ag) = \frac{{\text{масса серебра}}}{{\text{молярная масса серебра}}} \]
\[ n(Ag) = \frac{{2,16 \, \text{г}}}{{107,87 \, \text{г/моль}}} = 0,02 \, \text{моль} \]
Это количество серебра, соответственно, было выделено при электролизе.
Далее, используя соотношение 2 электрона на 1 моль серебра, мы можем найти количество переданных электронов, которые были выделены на аноде:
\[ n(e) = 2 \times n(Ag) = 2 \times 0,02 \, \text{моль} = 0,04 \, \text{моль электронов} \]
Поскольку электролиз проводился в водном растворе нитрата серебра AgNO3, на аноде происходит окисление воды по полуреакции:
\[ 2H2O(l) \rightarrow O2(g) + 4H^+(aq) + 4e^- \]
Согласно данной полуреакции, каждые 4 моля электронов формируют 1 моль \( O2(g) \). Таким образом, мы можем найти количество газа \( O2 \), выделившегося на аноде, используя соотношение:
\[ n(O2) = \frac{{n(e)}}{4} = \frac{{0,04 \, \text{моль электронов}}}{4} = 0,01 \, \text{моль \( O2(g) \)} \]
Теперь найдем объем \( O2(g) \). Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
\[ V = n \times V_m \]
где \( V \) - объем газа, \( n \) - количество вещества газа, \( V_m \) - молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.), который составляет 22,4 л/моль.
\[ V(O2) = n(O2) \times V_m = 0,01 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,224 \, \text{л \( O2(g) \)} \]
Таким образом, максимальный объем \( O2(g) \), который был выделен на аноде при проведении электролиза, составляет 0,224 л.
2) Чтобы найти формулу образовавшейся соли, мы должны рассмотреть реакции, происходящие на аноде и катоде при электролизе раствора хлорида калия и фосфорной кислоты.
На аноде происходит окисление хлорида калия KCl по полуреакции:
\[ 2Cl^-(aq) \rightarrow Cl2(g) + 2e^- \]
На катоде происходит восстановление воды H2O и фосфорной кислоты H3PO4:
\[ 2H2O(l) + H3PO4(aq) + 6e^- \rightarrow 3H2(g) + PO4^{3-}(aq) \]
Если мы объединим эти две полуреакции, мы можем видеть, что анион PO4^{3-} участвует в реакции окисления на аноде и редукции на катоде, поэтому образуется соль, содержащая этот анион.
Таким образом, формула образовавшейся соли будет \( K3PO4 \), поскольку калий имеет заряд 1+, а фосфат имеет заряд 3-.
Сначала вычислим количество вещества серебра, восстановленного на катоде. Мы знаем, что масса серебра составляет 2,16 г. Молярная масса серебра Ag = 107,87 г/моль, поэтому количество вещества агента, n(Ag), можно найти с помощью формулы:
\[ n(Ag) = \frac{{\text{масса серебра}}}{{\text{молярная масса серебра}}} \]
\[ n(Ag) = \frac{{2,16 \, \text{г}}}{{107,87 \, \text{г/моль}}} = 0,02 \, \text{моль} \]
Это количество серебра, соответственно, было выделено при электролизе.
Далее, используя соотношение 2 электрона на 1 моль серебра, мы можем найти количество переданных электронов, которые были выделены на аноде:
\[ n(e) = 2 \times n(Ag) = 2 \times 0,02 \, \text{моль} = 0,04 \, \text{моль электронов} \]
Поскольку электролиз проводился в водном растворе нитрата серебра AgNO3, на аноде происходит окисление воды по полуреакции:
\[ 2H2O(l) \rightarrow O2(g) + 4H^+(aq) + 4e^- \]
Согласно данной полуреакции, каждые 4 моля электронов формируют 1 моль \( O2(g) \). Таким образом, мы можем найти количество газа \( O2 \), выделившегося на аноде, используя соотношение:
\[ n(O2) = \frac{{n(e)}}{4} = \frac{{0,04 \, \text{моль электронов}}}{4} = 0,01 \, \text{моль \( O2(g) \)} \]
Теперь найдем объем \( O2(g) \). Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
\[ V = n \times V_m \]
где \( V \) - объем газа, \( n \) - количество вещества газа, \( V_m \) - молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.), который составляет 22,4 л/моль.
\[ V(O2) = n(O2) \times V_m = 0,01 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,224 \, \text{л \( O2(g) \)} \]
Таким образом, максимальный объем \( O2(g) \), который был выделен на аноде при проведении электролиза, составляет 0,224 л.
2) Чтобы найти формулу образовавшейся соли, мы должны рассмотреть реакции, происходящие на аноде и катоде при электролизе раствора хлорида калия и фосфорной кислоты.
На аноде происходит окисление хлорида калия KCl по полуреакции:
\[ 2Cl^-(aq) \rightarrow Cl2(g) + 2e^- \]
На катоде происходит восстановление воды H2O и фосфорной кислоты H3PO4:
\[ 2H2O(l) + H3PO4(aq) + 6e^- \rightarrow 3H2(g) + PO4^{3-}(aq) \]
Если мы объединим эти две полуреакции, мы можем видеть, что анион PO4^{3-} участвует в реакции окисления на аноде и редукции на катоде, поэтому образуется соль, содержащая этот анион.
Таким образом, формула образовавшейся соли будет \( K3PO4 \), поскольку калий имеет заряд 1+, а фосфат имеет заряд 3-.
Знаешь ответ?