При электролизе водного раствора хлорида натрия на аноде выделилось 8,96 л (н.у) хлора. определите массу вещества выделившегося на катоде надо

Для решения данной задачи необходимо использовать законы электролиза и уметь проводить простейшие рассчеты.

Законы электролиза:
1. Закон Фарадея. Количество вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорционально количеству электричества, протекшего через электролит.
2. Закон Гей-Люссака. Объем газа, выделившегося на электроде, прямо пропорционален количеству вещества, выделившегося на электроде.

В нашем случае нам дан объем газа, выделившегося на аноде (8,96 л), который соответствует нормальным условиям (н.у). Нормальными условиями называют условия, при которых объем газа равен 22,4 л при температуре 0°C и давлении 1 атмосфера. Таким образом, можно сказать, что вещество, выделившееся на аноде, является газом.

Зная объем газа, можно по формуле находить количество вещества газа:

n = V / Vm,

где n - количество вещества, V - объем газа, Vm - молярный объем газа, равный 22,4 л/моль.

Теперь необходимо определить, какое вещество выделилось на катоде. Поскольку мы имеем дело с раствором хлорида натрия, на аноде происходит окисление аниона хлора (Cl-) до элементарного хлора (Cl2), а на катоде происходит восстановление катиона натрия (Na+) до элементарного натрия (Na). Поэтому в данной задаче на катоде будет выделяться натрий.

Теперь рассмотрим реакции происходящие на аноде и на катоде:

На аноде: 2Cl- → Cl2 + 2e-
На катоде: 2Na+ + 2e- → 2Na

По закону Фарадея, количество вещества, выделившегося на аноде (Cl2), равно количеству электричества, протекшего через электролит на катоде (Na).

Таким образом, чтобы найти количество вещества натрия, выделившегося на катоде, необходимо знать количество вещества хлора, выделившегося на аноде.

n(Cl2) = V(Cl2) / Vm(Cl2),

где n(Cl2) - количество вещества хлора, выделившегося на аноде, V(Cl2) - объем газа хлора (8,96 л), Vm(Cl2) - молярный объем хлора, равный 22,4 л/моль.

n(Na) = n(Cl2) / 2,

где n(Na) - количество вещества натрия, выделившегося на катоде.

Теперь рассчитаем:

n(Cl2) = 8,96 л / 22,4 л/моль = 0,4 моль (количество вещества хлора)
n(Na) = 0,4 моль / 2 = 0,2 моль (количество вещества натрия)

Чтобы найти массу выделившегося на катоде натрия, воспользуемся молярной массой натрия (M(Na)), которая равна 23 г/моль:

m(Na) = n(Na) * M(Na),

где m(Na) - масса натрия, выделившегося на катоде, n(Na) - количество вещества натрия (0,2 моль).

Теперь рассчитаем:

m(Na) = 0,2 моль * 23 г/моль = 4,6 г.

Таким образом, масса вещества, выделившегося на катоде (натрия), составляет 4,6 г.