При электролизе расплава гидроксида натрия масса продукта, выделившегося на катоде, составила 9,2 г. Определите: a) объем (н.у.) газа, выделившегося на аноде, б) массу израсходованного гидроксида натрия.​

Дано: масса продукта, выделившегося на катоде - 9,2 г.Рассмотрим реакции, происходящие на электродах:На катоде: 2H+ + 2e- → H2↑На аноде: 4OH- → 2H2O + O2↑ + 4e-Так как количество электронов, передаваемых на катоде и аноде, одинаково, можно установить пропорциональность между массами продуктов на катоде и аноде:m(H2) / m(O2) = M(O2) / 2M(H2) = 32 / 2 = 16где M(O2) и M(H2) - молярные массы кислорода и водорода соответственно.а) Чтобы найти объем газа, выделившегося на аноде, нужно вычислить количество вещества кислорода, выделившегося на аноде, по формуле:n(O2) = m(O2) / M(O2) = 9,2 г / 32 г/моль = 0,2875 мольЗатем найдем количество вещества газа по уравнению пропорциональности:n(H2) = n(O2) / 2 = 0,2875 моль / 2 = 0,14375 мольОбъем газа при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атм) можно вычислить по уравнению состояния идеального газа:V(H2) = n(H2) * RT / P = 0,14375 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 273 К / 101325 Па = 3,76 л (приблизительно)Ответ: объем газа, выделившегося на аноде, составил 3,76 л (при н.у.).б) Массу израсходованного гидроксида натрия можно определить из соотношения между количеством электричества, прошедшим через раствор, и количеством вещества гидроксида натрия, участвующего в реакции:Q = n * Fгде Q - количество электричества (измеряемое в кулонах), n - количество вещества (измеряемое в молях), F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).Известно, что на катоде выделилось 0,1 моль водорода:n(H2) = m(H2) / M(H2) = 9,2 г / 2 г/моль = n(H2) = 4,6 мольТак как количество электронов, передаваемых на катоде и аноде, одинаково, количество электричества, прошедшего через раствор, равно количеству электричества, необходимому для образования 0,1 моль водорода:Q = n(H2) * F = 0,1 моль * 96485 Кл/моль = 9648,5 КлЗная количество электричества, можно вычислить количество вещества гидроксида натрия, участвующего в реакции на аноде:n(OH-) = Q / (4 * F) = 9648,5 Кл / (4 * 96485 Кл/моль) = 0,25 мольМасса гидроксида натрия, израсходованного при электролизе, равна:m(NaOH) = n(OH-) * M(NaOH) = 0,25 моль * 40 г/моль = 10 гОтвет: масса израсходованного гидроксида натрия составила 10 г.