Запишем уравнение электролиза водного раствора нитрата серебра: 4AgNO3 + 2H2O = 4Ag↓ + 4HNO3 + O2↑
Рассчитаем массу и количество вещества нитрата серебра: mисх.(AgNO3) = mисх.р-ра(AgNO3) ·ω(AgNO3)/100% = 170 г · 40%/100% = 68 г; νисх.(AgNO3) = m(AgNO3)/M(AgNO3) = 68 г/170 г/моль = 0,4 моль.
Единственный газ, выделившийся при электролизе, это кислород. Следовательно, кислород является тем газом, о котором идет речь в условии. Рассчитаем его количество вещества: ν(O2) = V(O2)/ Vm = 1,12 л/22,4 л/моль = 0,05 моль.
Исходя из уравнения реакции: νпрореаг.(AgNO3) = 4ν(O2) = 4 · 0,05 моль = 0,2 моль.
Тогда количество вещества, оставшегося после электролиза нитрата серебра, будет составлять: νост.(AgNO3) = νисх.(AgNO3) − νпрореаг.(AgNO3) = 0,4 моль − 0,2 моль = 0,2 моль.
Рассчитаем массу раствора после электролиза: mр-ра после эл-за = mисх.р-ра(AgNO3) − m(Ag) − m(O2).
Для расчета массы раствора после электролиза не хватает массы серебра и массы кислорода. Рассчитаем их: m(Ag) = M(Ag) · ν(Ag) = 108 г/моль · 0,2 моль = 21,6 г; m(O2) = M(O2)· ν(O2) = 32 г/моль · 0,05 моль = 1,6 г; mр-ра после эл-за = mисх.р-ра(AgNO3) − m(Ag) − m(O2) = 170 г − 21,6 г − 1,6 г = 146,8 г.
Рассчитаем массу и количество вещества хлорида натрия, содержащегося в прибавляемом растворе: mисх.(NaCl) = mр-ра(NaCl) · ω(NaCl)/100% = 175,5 г · 10%/100% = 17,55 г; νисх.(NaCl) = m(NaCl)/M(NaCl) = 17,55 г/58,5 г/моль = 0,3 моль.
Из компонентов раствора, полученного в результате электролиза, с хлоридом натрия будет реагировать только нитрат серебра. Реакция протекает в соответствии с уравнением: AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3
Нитрат серебра в недостатке, считаем по нему. m(AgCl) = M(AgCl) · ν(AgCl) = 143,5 г/моль · 0,2 моль = 28,7 г.
Рассчитаем массу конечного раствора: mкон. р-ра = mр-ра после эл-за + mр-ра(NaCl) − m(AgCl) = 146,8 г + 175,5 г − 28,7 г = 293,6 г; νост.(NaCl) = νисх.(NaCl) − νпрореаг.(NaCl) = 0,3 моль − 0,2 моль = 0,1 моль; mост.(NaCl) = M(NaCl) · νост.(NaCl) = 58,5 г/моль · 0,1 моль = 5,85 г; ωконечн.(NaCl) = 100% · mост.(NaCl)/mкон. р-ра = 100% · 5,85 г/293,6 г = 1,99 %.