а) Какой объем газа (н.у.) выделился на катоде при прохождении постоянного тока силой 4,02 А через раствор, содержащий

Тема занятия: Электролиз

Разъяснение: Электролиз - это процесс, при котором с использованием электрического тока происходят химические реакции. В этом случае, задача состоит в определении объема газа, выделяющегося на катоде (отрицательном электроде) и веса продукта, образующегося на аноде (положительном электроде).

Для решения данной задачи, необходимо использовать закон Фарадея, который устанавливает связь между количеством электричества, прошедшего через электролит, и количеством вещества, образовавшегося при электролизе.

a) Чтобы найти объем газа, выделившегося на катоде, нужно знать его молярный объем (22,4 л/моль) и количество вещества, образовавшегося на катоде. Для нахождения количества вещества используем первоначальную массу гидроксида натрия, его молярную массу (40 г/моль) и соотношение электролиза (2 гидроксида натрия => 1 моль газа). Затем, с помощью формулы объема идеального газа, находим объем газа:

Объем газа = (количество вещества * молярный объем) = (масса гидроксида натрия / молярная масса) * молярный объем

b) Чтобы найти вес продукта, образовавшегося на аноде, нужно знать его молярную массу и количество вещества, образовавшегося на аноде. Количество вещества находится так же, как и в предыдущем случае. Затем, с помощью массового закона Лавуазье (отношение масс и соответствующих массовых долей), находим массу продукта:

Масса продукта = (количество вещества * молярная масса)

Пример:

a) Начнем с расчета количества вещества, образовавшегося на катоде:

Количество вещества = масса гидроксида натрия / молярная масса
Количество вещества = 10 г / 40 г/моль = 0,25 моль

Затем, используем формулу объема идеального газа:

Объем газа = (количество вещества * молярный объем) = 0,25 моль * 22,4 л/моль = 5,6 л

Ответ: Объем газа, выделившегося на катоде - 5,6 л (с точностью до сотых).

b) Также начинаем с расчета количества вещества, образовавшегося на аноде:

Количество вещества = масса гидроксида натрия / молярная масса
Количество вещества = 10 г / 40 г/моль = 0,25 моль

Затем, используем массовый закон Лавуазье:

Масса продукта = (количество вещества * молярная масса) = 0,25 моль * (молярная масса продукта)

Ответ: Масса продукта, образовавшегося на аноде - (расчетное значение) (с точностью до десятых).

Совет: Для лучшего понимания электролиза, рекомендуется освежить в памяти понятия о молярной массе вещества и идеальном газе.

Практика: Определите объем газа, выделившегося на катоде, и массу продукта, образовавшегося на аноде, если через раствор пропущен ток силой 2,5 А в течение 30 минут. Известно, что в растворе содержится 8 г гидроксида натрия в 200 мл воды. Дайте ответы с необходимой точностью.