Определить массы веществ, выделившихся на катоде и аноде при электролизе водного раствора Al(NO3)3 током 100А в течение 9650 с. Напишите уравнения анодного и катодного процессов.

Хорошо, я готов выступить в роли школьного учителя и объяснить решение этой задачи.

Для начала, давайте разберемся, что происходит при электролизе водного раствора Al(NO3)3. В данной задаче раствор содержит алюминиевые ионы (Al3+) и нитратные ионы (NO3-). Под действием электрического тока, разделенного на катод и анод, происходят следующие процессы:

На катоде (минусовом электроде) происходит выделение вещества, ионы которого при полном окислении превращаются в элементарный алюминий (Al):

Al3+ + 3е- -> Al

На аноде (плюсовом электроде) происходит окисление вещества с образованием кислорода (O2):

2NO3- -> 2NO2 + O2 + 2e-

Теперь перейдем к решению задачи. Нам дано значение тока - 100А и время электролиза - 9650 с.

Для начала рассчитаем количество электричества, протекшее через электролит:

Q = I * t,
где Q - количество электричества (количество заряда), I - сила тока, t - время.

Q = 100А * 9650 с = 965000 Кл.

Теперь найдем количество молей ионов, участвующих в электролизе.
Для этого воспользуемся соотношением:

Q = n * F,
где n - количество молей ионов, F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).

Перенесем формулу для n в нашу задачу:

n = Q / F,
n = 965000 Кл / 96485 Кл/моль ≈ 10 моль.

Теперь перейдем к расчету массы веществ, выделившихся на катоде и аноде. Для этого нам необходимо знать молярные массы элементов, участвующих в реакции. Молярная масса алюминия (Al) равна 26,98 г/моль.

Для вычисления массы вещества на катоде воспользуемся формулой:

m(Al) = n * M(Al),
где m(Al) - масса выделившегося алюминия на катоде, n - количество молей алюминия, M(Al) - молярная масса алюминия.

m(Al) = 10 моль * 26,98 г/моль = 269,8 г (округляем до 270 г).

Молярная масса кислорода (O2) равна 32 г/моль.

Для вычисления массы вещества на аноде воспользуемся формулой:

m(O2) = n * M(O2),
где m(O2) - масса выделившегося кислорода на аноде, n - количество молей кислорода, M(O2) - молярная масса кислорода.

n(O2) = 2 * n(NO3-) = 2 * 10 моль = 20 моль.

m(O2) = 20 моль * 32 г/моль = 640 г.

Итак, при электролизе водного раствора Al(NO3)3 током 100А в течение 9650 с выделилось примерно 270 г алюминия на катоде и 640 г кислорода на аноде.

Надеюсь, что данное объяснение с пошаговым решением поможет вам понять и решить задачу. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать.