Реакция электролиза раствора нитрата меди(II) протекает следующим образом: на катоде происходит восстановление ионов меди \( \text{Cu}^{2+} \), а на аноде — окисление ионов \( \text{NO}_3^- \) (если они могут быть окислены) или воды. Поскольку нитрат-ион является устойчивым окислителем, окисляется вода: \( \text{2Cu(NO}_3)_2 + \text{2H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{электролиз}} \text{2Cu} + \text{O}_2 \uparrow + \text{2H}_2\text{NO}_3 \)
Из уравнения реакции видно, что на аноде выделяется кислород \( \text{O}_2 \).
Дано, что на катоде выделилось 6,4 г меди. Молярная масса меди \( \text{M(Cu)} = 64 \text{ г/моль} \).
Рассчитаем количество вещества меди: \( \nu(\text{Cu}) = \frac{m(\text{Cu})}{M(\text{Cu})} = \frac{6,4 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль} \)
Согласно уравнению реакции, из 2 моль меди выделяется 1 моль кислорода. Следовательно, количество вещества кислорода равно половине количества вещества меди: \( \nu(\text{O}_2) = \frac{1}{2} \nu(\text{Cu}) = \frac{1}{2} \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,05 \text{ моль} \)
Рассчитаем объём кислорода при нормальных условиях (н.у.), зная, что молярный объём газов при н.у. равен 22,4 л/моль: \( V(\text{O}_2) = \nu(\text{O}_2) \cdot V_m = 0,05 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 1,12 \text{ л} \)