а) В 100 мл воды было растворено 10 г гидроксида натрия, после чего через полученный раствор был проведен электролиз

  • 28
а) В 100 мл воды было растворено 10 г гидроксида натрия, после чего через полученный раствор был проведен электролиз с постоянным током силой 4,02 А в течение 60 минут. Какое количество газа (н.у.) выделилось на катоде? Ответите с точностью до сотых литров.
б) В результате электролиза, проведенного на аноде, образовался продукт. На сколько граммов составился этот продукт? Ответите с точностью до десятых граммов.
Ластик
20
а) Чтобы решить эту задачу, нужно знать химическое уравнение реакции электролиза и использовать закон Фарадея. Химическое уравнение для электролиза гидроксида натрия выглядит следующим образом:

2H₂O → 2H₂ + O₂

Это означает, что в процессе электролиза на катоде выделяется молекулярный водород (H₂), а на аноде выделяется молекулярный кислород (O₂). При этом одна молекула воды разлагается на две молекулы водорода и одну молекулу кислорода.

Для решения задачи мы можем использовать закон Фарадея, который гласит: количество вещества, выделившегося при электролизе, пропорционально количеству затекших зарядов и эквивалентному весу вещества.

Эквивалентный вес гидроксида натрия (NaOH) равен его молярной массе поделенной на количество ионов, участвующих в реакции. Для NaOH это число равно 40 г/моль.

Прежде чем продолжить, найдем количество затекших зарядов, используя формулу: Q = I × t, где I - сила тока (4,02 А) и t - время проведения электролиза в секундах (60 минут × 60 секунд = 3600 секунд).

Q = 4,02 А × 3600 с = 14472 Кл (колуломб)

Теперь мы можем найти количество газа (н.у.), выделившегося на катоде. Зная, что 1 моль газа (н.у.) занимает 22,4 литра, мы можем использовать пропорцию:

\[\frac{Q}{96485}=n \cdot \frac{1}{2}\]

где 96485 Кл/моль - заряд на один моль электронов, а коэффициент 1/2 учитывает, что в уравнении реакции при электролизе выделяется два моля водорода на один затекший моль заряда.

Расставляем известные значения:

\[\frac{14472 Кл}{96485 Кл/моль} = n \cdot \frac{1}{2}\]

\[\Rightarrow n = \frac{14472 Кл \times 2}{96485 Кл/моль} = 0,3 \ моль\]

Теперь найдем объем газа по формуле:

V = n × 22,4 л/моль

V = 0,3 моль × 22,4 л/моль = 6,72 л

Итак, количество газа (н.у.) выделенного на катоде составляет 6,72 литра с точностью до сотых литров.

б) Чтобы найти массу продукта, образовавшегося на аноде, нам нужно знать химическую формулу продукта и использовать закон Фарадея. Данная задача нам не предоставляет информацию о химическом составе продукта, который образовался на аноде. Поэтому, чтобы решить эту задачу, нам необходима дополнительная информация.

Если у вас есть дополнительные данные или химическая формула продукта, пожалуйста, предоставьте их, и я смогу помочь вам решить эту часть задачи.