Вопрос школьника
При электролизе водного раствора нитрата серебра (I) выделилось 5,6 л газа. Сколько граммов металлов отложилось на катоде?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать законы электролиза.
Первый закон Фарадея гласит, что количество вещества, осажденного на электроде, пропорционально количеству электричества, прошедшего через раствор.
Второй закон Фарадея устанавливает, что количество вещества, осажденного на электроде, пропорционально эквивалентной массе вещества и количеству электричества, прошедшего через раствор.
Для решения задачи необходимо знать эквивалентную массу серебра. Эквивалентная масса — это масса вещества, соответствующая осаждению одного моля вещества на электроде. Для серебра эквивалентная масса равна молекулярной массе, деленной на заряд иона:
E(Ag) = M(Ag) / z(Ag) = 107,87 г/моль / 1 = 107,87 г/экв
Теперь можно рассчитать количество осажденного на катоде серебра. Для этого необходимо знать количество электричества, прошедшего через раствор.
Количество электричества можно рассчитать по формуле:
Q = I * t
где Q — количество электричества, I — сила тока, t — время электролиза.
Для решения задачи необходимо знать силу тока и время электролиза. Однако, эти данные не указаны в условии задачи.
Можно использовать другой подход к решению задачи.
Из условия задачи известно, что при электролизе выделилось 5,6 л газа. Предположим, что это кислород, который образуется на аноде.
Уравнение реакции на аноде:
2NO3- -> O2 + 4e-
Уравнение реакции на катоде:
Ag+ + e- -> Ag
Из уравнения реакции на аноде следует, что на образование одного моля кислорода необходимо 4 моля электронов.
Таким образом, количество электричества, прошедшего через раствор, можно рассчитать по формуле:
Q = n * F
где Q — количество электричества, n — количество молей электронов, прошедших через раствор, F — постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).
n = V(O2) / Vm(O2) = 5,6 л / 22,4 л/моль = 0,25 моль
Q = n * F = 0,25 моль * 96485 Кл/моль = 24121,25 Кл
Теперь можно рассчитать количество осажденного на катоде серебра.
Количество осажденного на катоде серебра можно рассчитать по формуле:
m(Ag) = Q * E(Ag)
m(Ag) = 24121,25 Кл * 107,87 г/экв = 2603,5 г
Ответ: на катоде отложилось 2603,5 г металла серебра.
