Дано:
1. Масса 40%-ного раствора нитрата серебра (I) = 170 г
2. Объем выделившегося газа на аноде = 6.72 л при нормальных условиях (н.у.)
3. Масса 10%-ного раствора гидроксида натрия = 240 г
Найти:
Массовую долю щёлочи в полученном растворе
Решение:
1. Рассмотрим реакцию, происходящую на аноде:
2H₂O -> O₂ + 4H⁺ + 4e⁻
2. Вычислим количество вещества газа, соответствующее объему:
n(O₂) = V / 22.4 = 6.72 / 22.4 ≈ 0.3 моль
3. Так как кислород производится из воды, то количество моль воды, превращенное в кислород, равно n(H₂O) = 0.3 моль.
4. Рассчитаем массу AgNO₃, участвующую в реакции:
М(AgNO₃) = 108 + 14 + 16 * 3 = 169 г/моль
Масса AgNO₃ = 0.4 * 170 = 68 г
5. Рассмотрим реакцию выпадения осадка AgOH из раствора AgNO₃ и NaOH:
AgNO₃(aq) + NaOH(aq) -> AgOH(s) + NaNO₃(aq)
6. Найдем количество моль NaOH по формуле:
M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
Масса NaOH = 0.1 * 240 = 24 г
Количество моль NaOH = 24 / 40 = 0.6 моль
7. Рассчитаем массу NaOH, присутствующего в полученном растворе:
М(NaOH) = 40 г/моль
Масса NaOH = 24 г
8. Найдем массовую долю NaOH в полученном растворе:
Масса общего раствора = 170 + 240 = 410 г
w(NaOH) = 24 / 410 * 100% = 5.85%
Ответ:
Массовая доля щёлочи в полученном растворе составляет примерно 5.85%, что округляем до 2.2%.