РУҚА
34

Решение: Электролиз раствора нитрата серебра

ЕГЭ · Химия · Задание 34 · Электролиз
ВысокаяФИПИF552BBРазвёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 10 шагов
Условие

Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 340 г 20%-ного раствора 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, указывая единицы измерения искомых физических величин.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

10 шагов
1

На катоде восстанавливаются ионы серебра, а на аноде окисляется вода с выделением кислорода:

$$\mathrm{Ag^+ + e^- \rightarrow Ag};\quad \mathrm{2H_2O - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+}$$
2

Рассчитаем количество вещества кислорода, выделившегося на аноде:

$$n(\mathrm{O_2})=\frac{V(\mathrm{O_2})}{V_m}=\frac{1{,}12\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}}=0{,}050\ \mathrm{моль}$$
3

По уравнениям электродных процессов на образование 1 моль кислорода расходуется 4 моль электронов, а на восстановление 1 моль ионов серебра — 1 моль электронов:

$$n(e^-)=4n(\mathrm{O_2})=4\cdot0{,}050=0{,}200\ \mathrm{моль};\quad n(\mathrm{Ag})=n(\mathrm{Ag^+})_{\text{израсх.}}=0{,}200\ \mathrm{моль}$$
4

Масса нитрата серебра в исходном растворе и его количество вещества равны:

$$m(\mathrm{AgNO_3})=340\cdot0{,}20=68\ \mathrm{г};\quad n(\mathrm{AgNO_3})=\frac{68}{170}=0{,}400\ \mathrm{моль}$$
5

После электролиза в растворе осталось:

$$n(\mathrm{Ag^+})=0{,}400-0{,}200=0{,}200\ \mathrm{моль}$$
6

Масса раствора после электролиза уменьшилась за счёт выделившихся серебра и кислорода:

$$m_{\text{р-ра}}=340-0{,}200\cdot108-0{,}050\cdot32=316{,}8\ \mathrm{г}$$
7

Масса отобранной порции составляет четверть массы всего раствора, поэтому в ней содержится:

$$\frac{79{,}44}{316{,}8}=0{,}25;\quad n(\mathrm{Ag^+})_{\text{порции}}=0{,}200\cdot0{,}25=0{,}050\ \mathrm{моль}$$
8

Ионы серебра осаждаются хлорид-ионами в соответствии с уравнением:

$$\mathrm{AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3}$$
9

Для полного осаждения ионов серебра требуется такое же количество вещества хлорида натрия:

$$n(\mathrm{NaCl})=n(\mathrm{Ag^+})=0{,}050\ \mathrm{моль};\quad m(\mathrm{NaCl})=0{,}050\cdot58{,}5=2{,}925\ \mathrm{г}$$

Масса 10%-ного раствора хлорида натрия определяется по массовой доле растворённого вещества:

$$m_{\text{р-ра }\mathrm{NaCl}}=\frac{m(\mathrm{NaCl})}{\omega}=\frac{2{,}925\ \mathrm{г}}{0{,}10}=29{,}25\ \mathrm{г}$$
Ответ

Масса 10%-ного раствора хлорида натрия равна $29{,}25\ \mathrm{г}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Считать, что на аноде выделяется нитрат-ион или азот, а не кислород.

Не учитывать уменьшение массы раствора из-за выделения серебра и кислорода.

Использовать всю массу ионов серебра вместо их количества в отобранной порции.

Приравнять массу хлорида натрия к массе его 10%-ного раствора.

Закрепить приёмВ теме «Электролиз» ещё 91 задача — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 34 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 10 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Электролиз»: в ней 92 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.