Химия
8 класс
Вопрос
Электролиз 400 г раствора нитрата серебра ($\omega = 8,5$ %) продолжали до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 25 г. Вычислите массовые доли соединений в растворе, полученном после окончания электролиза, и массы веществ, выделившихся на инертных электродах.
Ответ
Уравнение электролиза водного раствора $AgNO_{3}$:
1) $4AgNO_{3} + 2H_{2}O = \downarrow 4Ag + 4HNO_{3} + O_{2} \uparrow$
$M(AgNO_{3}) = 170 г/моль; M(Ag) = 108 г/моль; M(HNO_{3}) = 63 г/моль.$
$\nu (AgNO_{3}) = \frac{400 \cdot 0,085}{170} = 0,2 моль$.
При полном электролитическом разложении данного количества соли выделяется 0,2 моль $Ag$ массой $0,2 \cdot 108 = 21,6 г$ и 0,05 моль $O_{2}$ массой $0,05 \cdot 32 = 1,6 г$. Общее уменьшение массы раствора за счет серебра и кислорода составит 21,6 + 1,6 = 23,2 г.
При электролизе образовавшегося раствора азотной кислоты разлагается вода:
2) $2H_{2}O = 2H_{2} \uparrow + O_{2} \uparrow$.
Потеря массы раствора за счет электролиза воды составляет 25 - 23,2 = 1,8 г. Количество разложившейся воды равно $\frac{1,8}{18} = 0,1$ моль. На электродах выделилось 0,1 моль $H_{2}$ массой $0,1 \cdot 2 = 0,2 г$ и $\frac{0,1}{2} = 0,05$ моль $O_{2}$ массой $0,05 \cdot 32 = 1,6 г$. Общая масса кислорода, выделившегося на аноде в двух процессах, равна 1,6 + 1,6 = 3,2 г.
В оставшемся растворе содержится азотная кислота в количестве 0,2 моль или $0,2 \cdot 63 = 12,6 г$. Масса раствора после окончания электролиза равна 400 - 25 = 375 г. Массовая доля азотной кислоты: $\omega (HNO_{3}) = \frac{12,6}{375} = 0,0336 г$ или 3,36 %.