Какое количество гидроксида натрия (в граммах) будет нужно для нейтрализации кислоты, полученной в результате электролиза водного раствора нитрата серебра, если на аноде было сформировано 11,2 литра газа при стандартных условиях?
Проверенное решение:
Инструкция:
Для решения данной задачи нам необходимо определить количество гидроксида натрия, требуемого для нейтрализации кислоты, полученной в результате электролиза водного раствора нитрата серебра.
Поскольку на аноде было сформировано 11,2 литра газа при стандартных условиях, мы можем предположить, что образовавшийся газ – это водород. Так как водород образуется при реакции воды с анодом, то он создает кислотную среду. Соответственно, нам нужно нейтрализовать это кислотное окружение с помощью гидроксида натрия, который является щелочью.
Для нейтрализации одного моля кислоты требуется одно моль гидроксида натрия (поэквивалентные степени). Мы можем использовать уравнение реакции:
2NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + 2H2O
где NaOH – гидроксид натрия, H2SO4 – серная кислота, Na2SO4 – сульфат натрия, H2O – вода.
Молярная масса гидроксида натрия (NaOH) составляет около 40 г/моль. Таким образом, мы можем использовать молярные пропорции для определения количества гидроксида натрия:
40 г NaOH —> 1 моль NaOH
x г NaOH —> количество молей, необходимых для нейтрализации кислоты
Применив пропорциональный метод, мы можем найти количество гидроксида натрия в граммах, необходимое для нейтрализации кислоты, полученной в результате электролиза водного раствора нитрата серебра.
Пример использования:
Найдем количество гидроксида натрия, требуемое для нейтрализации кислоты, полученной в результате электролиза водного раствора нитрата серебра, если на аноде было сформировано 11,2 литра газа при стандартных условиях.
1. Найдем количество молей газа (возьмем, например, водород) с использованием уравнения идеального газа:
n = V / Vm,
где n — количество молей газа, V — объем газа, Vm — молярный объем (#V_m = 22.4 л/моль#).
Подставляем значения и получаем:
n = 11.2 л / 22.4 л/моль = 0.5 моль.
2. Так как образуется серная кислота (#H2SO4#), то нам понадобится в два раза больше молей гидроксида натрия для ее нейтрализации.
То есть, для 0.5 моль #H2SO4# мы потребуем 1 моль #NaOH#.
3. Вычисляем массу гидроксида натрия, зная его молярную массу (#M#):
m = n * M,
где m — масса гидроксида натрия, n — количество молей, M — молярная масса (#M(NaOH) = 40 г/моль#).
Подставляем значения и получаем:
m = 1 моль * 40 г/моль = 40 г.
Совет:
Для лучшего понимания данной задачи рекомендуется изучить базовые принципы химического взаимодействия и уравнения реакций. Необходимо быть внимательным при интерпретации данной задачи и понимать связь между электролизом, образованием газа и нейтрализацией кислоты.
Упражнение:
Похожую задачу можно представить следующим образом:
Если на аноде водного раствора нитрата меди сформировалось 5,6 литра газа при стандартных условиях, то какое количество гидроксида натрия (в граммах) будет нужно для нейтрализации кислоты, образованной в результате этой реакции? (M(NaOH) = 40 г/моль)