Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 340 г 20%-ного растворе нитрата серебра. После того как на аноде выделилось 1,12 л (н.у.) газа, процесс остановили. Из полученного раствора отобрали порцию массой 79,44 г. Вычислите массу 10%-ного раствора хлорида натрия, необходимого для полного осаждения ионов серебра из отобранной порции раствора.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную.
Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 4 баллов.
Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения.
Форма для оценки находится внизу страницы.
Критерии оценки вопроса
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы: • правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания; • правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания; • продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты; • в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина (концентрация раствора)
4
Правильно записаны три элемента ответа
3
Правильно записаны два элемента ответа
2
Правильно записан один элемент ответа
1
Все элементы ответа записаны неверно
0
Максимальный балл
4
Подробное решение
Электролиз
AgNO3 ⇄ Ag+ + NO3−
К(−): Ag+ + 1ē ⟶ Ag0
А(+): 2H2O − 4ē ⟶ O2 + 4H+
Чтобы уровнять баланс на на 1 реакцию на андое взять 4 реакции на катоде. Получим в итоге 4AgNO3 + 2H2O ⟶ 4Ag + 4HNO3 + O2
Напишем уравнения химических реакций:
1)4AgNOX3+2HX2O=4Ag↓+4HNOX3+OX2↑(электролиз)
2)AgNOX3+NaCl=NaNOX3+AgCl↓
3) Вычислим необходимую массу раствора хлорида натрия. Порядок действий - должны понять, полноту протекания реакции. Сколько нитрата серебра осталось в растворе?
Вычислим количество нитрата серебра которое изначально было в растворе. m(AgNO3) = 340*20%/100% = 68 (грамм) M(AgNO3) = 170 (г/моль) n(AgNO3) = 68/170 = 0,4 (моль)
4) Сколько нитрата серебра прореагировало в ходе электролиза? Вычислим это по количеству газа который выделился в ходе реакции.
Газ на аноде - кислород, его выделилось 1,12 л:
n(O2) = 1,12/22,4 = 0,05 (моль) В таких реакция иногда по закону сохранения масс мы считаем потерю массы вещества из раствора, поэтому вычислим и массу кислорода ь(O2) = 0,05*32 = 1,6 (грамм)
5) Согласно уравнению реакции при выделении 1 моль кислорода расходуется 4 моль нитрата серебра AgNO3 4 относится к 1 как x относится к 0.05 моль
x= 4*0,05/1 = 0,2 моль AgNO3 израсходовалось в ходе электролиза. Значит n(AgNO3) = 0,4 − 0,2 = 0,2 моль AgNO3 осталось в растворе! Значит m(AgNO3) = 0,2*170 = 34 грамм AgNO3 осталось в растворе!
Однако для реакции взяли не весь оставшийся раствор, а только 79,44 г, значит нам надо вычислить концентрацию AgNO3 в оставшемся растворе.
6) Вычислим массу раствора
m(р-ра) = m(начальная) − m (осадков) − m (газов) Масса раствора начальная, минус масса газов покинувших раствор минус масса осадков которые выпали (в нашем случае металл выделился на электроде). Массу кислорода мы посчитали, посчитаем сколько металла выделилось
1 моль кислорода (O2) по реакции соответствует 4 моль Ag
Чтобы уровнять баланс на на 1 реакцию на андое взять 4 реакции на катоде. Получим в итоге 4AgNO3 + 2H2O ⟶ 4Ag + 4HNO3 + O2
Напишем уравнения химических реакций:
1)4AgNOX3+2HX2O=4Ag↓+4HNOX3+OX2↑(электролиз)
2)AgNOX3+NaCl=NaNOX3+AgCl↓
3) Вычислим необходимую массу раствора хлорида натрия. Порядок действий - должны понять, полноту протекания реакции. Сколько нитрата серебра осталось в растворе?
Вычислим количество нитрата серебра которое изначально было в растворе. m(AgNO3) = 340*20%/100% = 68 (грамм) M(AgNO3) = 170 (г/моль) n(AgNO3) = 68/170 = 0,4 (моль)
4) Сколько нитрата серебра прореагировало в ходе электролиза? Вычислим это по количеству газа который выделился в ходе реакции.
Газ на аноде - кислород, его выделилось 1,12 л:
n(O2) = 1,12/22,4 = 0,05 (моль) В таких реакция иногда по закону сохранения масс мы считаем потерю массы вещества из раствора, поэтому вычислим и массу кислорода ь(O2) = 0,05*32 = 1,6 (грамм)
5) Согласно уравнению реакции при выделении 1 моль кислорода расходуется 4 моль нитрата серебра AgNO3 4 относится к 1 как x относится к 0.05 моль
x= 4*0,05/1 = 0,2 моль AgNO3 израсходовалось в ходе электролиза. Значит n(AgNO3) = 0,4 − 0,2 = 0,2 моль AgNO3 осталось в растворе! Значит m(AgNO3) = 0,2*170 = 34 грамм AgNO3 осталось в растворе!
Однако для реакции взяли не весь оставшийся раствор, а только 79,44 г, значит нам надо вычислить концентрацию AgNO3 в оставшемся растворе.
6) Вычислим массу раствора
m(р-ра) = m(начальная) − m (осадков) − m (газов) Масса раствора начальная, минус масса газов покинувших раствор минус масса осадков которые выпали (в нашем случае металл выделился на электроде). Массу кислорода мы посчитали, посчитаем сколько металла выделилось
1 моль кислорода (O2) по реакции соответствует 4 моль Ag