Установка для электролиза растворов изображена на рисунке. Предскажите продукты электролиза раствора нитрата серебра

Мурка

21

а) Для определения продуктов электролиза раствора нитрата серебра, рассмотрим схему электродных процессов:

На катоде (-): В растворе нитрата серебра присутствует ион серебра Ag⁺. При электролизе под действием электрического тока ион серебра будет восстанавливаться, преобразуясь в нейтральные атомы серебра Ag. То есть, на катоде происходит процесс осаждения серебра: Ag⁺ + е⁻ → Ag.

На аноде (+): Нитрат серебра AgNO₃ состоит из иона серебра Ag⁺ и нитратного иона NO₃⁻. Под действием электрического тока на аноде будет происходить окисление нитратного иона NO₃⁻. В результате окисления на аноде образуются кислород газ (O₂) и нитрат серебра AgNO₃. То есть, на аноде происходит процесс окисления: 2NO₃⁻ → O₂ + 2NO₂ + 2е⁻.

Молекулярное уравнение электролиза: AgNO₃ → Ag + NO₂ + 1/2O₂.

б) Для вычисления массы и объема образовавшегося газообразного вещества при электролизе 85 г нитрата серебра, необходимо учитывать соотношение между молями веществ и массами.

1) Найдем количество вещества нитрата серебра, используя его молярную массу. Молярная масса AgNO₃ = масса атомного числа серебра + масса атомного числа азота + масса трех атомов кислорода.

Атомное число серебра (Ag) = 107.87 г/моль.
Атомное число азота (N) = 14.01 г/моль.
Масса трех атомов кислорода (3 * О) = 3 * 16.00 г/моль.

Таким образом, молярная масса AgNO₃ = 107.87 г/моль + 14.01 г/моль + (3 * 16.00 г/моль) = 169.87 г/моль.

Количество вещества нитрата серебра = масса / молярная масса = 85 г / 169.87 г/моль = 0.5 моль.

2) Согласно молекулярному уравнению электролиза, на каждый моль нитрата серебра образуется 1/2 моль кислорода (O₂) и 1 моль диоксида азота (NO₂).

Таким образом, при электролизе 0.5 моль нитрата серебра образуется 0.5 * 1/2 = 0.25 моль кислорода (O₂) и 0.5 моль диоксида азота (NO₂).

3) Для вычисления массы и объема газообразного вещества, воспользуемся уравнением состояния идеального газа PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

В данном задании объем не указан, поэтому предположим, что происходит электролиз при стандартных условиях (температура 298 K, давление 1 атмосфера).

4) По уравнению состояния идеального газа PV = nRT, найдем объем кислорода (O₂) и диоксида азота (NO₂):

V(O₂) = (n(O₂) * R * T) / P = (0.25 моль * 0.0821 л * атм / моль * К * 298 K) / 1 атм = 6.09 л.
V(NO₂) = (n(NO₂) * R * T) / P = (0.5 моль * 0.0821 л * атм / моль * К * 298 K) / 1 атм = 12.18 л.

Таким образом, при электролизе 85 г нитрата серебра образуется 0.25 моль кислорода (O₂), что составляет 6.09 л, и 0.5 моль диоксида азота (NO₂), что составляет 12.18 л. Пожалуйста, примите во внимание, что результаты могут незначительно отличаться из-за упрощенных предположений и округлений