2NaCl + 2Н 2 О электролиз → H 2 ↑ +2NaOH + Cl 2 ↑ . Масса хлорида натрия равна m = 500⋅0,2 = 100 г. Согласно формуле (6.4.1) имеем: V (H2) = QVэ (H2) / 96 500, отсюда Q = V(H2)⋅96500 / Vэ(H2) = 1,12⋅96 500 / 11,2 = 9650 Кл. m(NaCl) = 9650⋅58,5 / 96 500 = 5,85 г; m(NaOH) = 40⋅9650 / 96 500 = 4,0 г. Оставшаяся масса хлорида натрия равна 100,0 – 5,85 = 94,15 г; m(H2O) = 9⋅9650 / 96 500 = 0,9 г. П р и м е р 131 При электролизе водного раствора нитрата никеля(II) (ω = 50 %) массой 91,50 г на катоде выделился никель массой 14,75 г. Определите содержание азотной кислоты в растворе (ω, %) после электролиза и объем газа, выделив- шегося на аноде. Решение Уравнение электролиза водного раствора нитрата никеля(II) Ni(NO 3 ) 2 + 2H 2 O электролиз → Ni + 2HNO 3 + O 2 ↑ + H 2 ↑ M(Ni) = 59 г/моль; М(HNO3) = 63 г/моль. Количество никеля, выделенного на катоде равно 14,75/59 = 0,25 моль. Следовательно, по реакции образуется 0,5 моль HNO3 или 0,5⋅63 = 31,5 г. Количество кислорода составит 0,25 моль 0,25⋅22,4 = 5,6 дм3 или 8,0 г. Такой же объем водорода выделяется на катоде, т.е. 5,6 дм3 или 0,5 г. Масса раствора составит 91,50 – 14,75 – 8,50 = 68,25 г. Откуда ω(HNO3) = 31,50⋅100/68,25 = 46,5 %.
1. В 64 + 32 + 4*16 + 5*18 = 250 граммах кристаллогидрата содержится 64 + 32 + 4*16 = 160 граммов сульфата меди, значит, в 25 граммах кристаллогидрата будет содержаться 160:10 = 16 граммов сульфата меди, что составляет 16:0,2 = 80 граммов 20%-ного раствора.
2. По уравнению 2Al + Fe2O3 ---> Al2O3 + 2Fe взаимодействуют 2,16:27 = 0,08 моль алюминия и 6,4:160 = 0,04 моль оксида железа (III), при этом получилось 0,04*102 = 4,08 граммов оксида алюминия и 0,08*56 = 4,48 граммов железа, общей массой измельчённой смеси 4,08 + 4,48 = 8,56 граммов.
3. По уравнению CuSO4 + Fe --->FeSO4 + Cu в реакцию вступило 0,08 моль железа и 0,08 моль сульфата меди с образованием 0,08 моль меди, что составляет 0,08*64 = 5,12 граммов.
4. Общая масса раствора равна 80 + 8,56 - 5,12 = 83,44 грамма.
5. В растворе осталось 0,1 - 0,08 = 0,02 моль сульфата меди, что составляет 0,02*160 = 3,2 грамма.
6. Массовая доля сульфата меди в конечном растворе равна 3,2:83,44 =0,0384, или 3,84%.
2NaCl + 2Н 2 О электролиз → H 2 ↑ +2NaOH + Cl 2 ↑ . Масса хлорида натрия равна m = 500⋅0,2 = 100 г. Согласно формуле (6.4.1) имеем: V (H2) = QVэ (H2) / 96 500, отсюда Q = V(H2)⋅96500 / Vэ(H2) = 1,12⋅96 500 / 11,2 = 9650 Кл. m(NaCl) = 9650⋅58,5 / 96 500 = 5,85 г; m(NaOH) = 40⋅9650 / 96 500 = 4,0 г. Оставшаяся масса хлорида натрия равна 100,0 – 5,85 = 94,15 г; m(H2O) = 9⋅9650 / 96 500 = 0,9 г. П р и м е р 131 При электролизе водного раствора нитрата никеля(II) (ω = 50 %) массой 91,50 г на катоде выделился никель массой 14,75 г. Определите содержание азотной кислоты в растворе (ω, %) после электролиза и объем газа, выделив- шегося на аноде. Решение Уравнение электролиза водного раствора нитрата никеля(II) Ni(NO 3 ) 2 + 2H 2 O электролиз → Ni + 2HNO 3 + O 2 ↑ + H 2 ↑ M(Ni) = 59 г/моль; М(HNO3) = 63 г/моль. Количество никеля, выделенного на катоде равно 14,75/59 = 0,25 моль. Следовательно, по реакции образуется 0,5 моль HNO3 или 0,5⋅63 = 31,5 г. Количество кислорода составит 0,25 моль 0,25⋅22,4 = 5,6 дм3 или 8,0 г. Такой же объем водорода выделяется на катоде, т.е. 5,6 дм3 или 0,5 г. Масса раствора составит 91,50 – 14,75 – 8,50 = 68,25 г. Откуда ω(HNO3) = 31,50⋅100/68,25 = 46,5 %.
Объяснение:
1. В 64 + 32 + 4*16 + 5*18 = 250 граммах кристаллогидрата содержится 64 + 32 + 4*16 = 160 граммов сульфата меди, значит, в 25 граммах кристаллогидрата будет содержаться 160:10 = 16 граммов сульфата меди, что составляет 16:0,2 = 80 граммов 20%-ного раствора.
2. По уравнению 2Al + Fe2O3 ---> Al2O3 + 2Fe взаимодействуют 2,16:27 = 0,08 моль алюминия и 6,4:160 = 0,04 моль оксида железа (III), при этом получилось 0,04*102 = 4,08 граммов оксида алюминия и 0,08*56 = 4,48 граммов железа, общей массой измельчённой смеси 4,08 + 4,48 = 8,56 граммов.
3. По уравнению CuSO4 + Fe --->FeSO4 + Cu в реакцию вступило 0,08 моль железа и 0,08 моль сульфата меди с образованием 0,08 моль меди, что составляет 0,08*64 = 5,12 граммов.
4. Общая масса раствора равна 80 + 8,56 - 5,12 = 83,44 грамма.
5. В растворе осталось 0,1 - 0,08 = 0,02 моль сульфата меди, что составляет 0,02*160 = 3,2 грамма.
6. Массовая доля сульфата меди в конечном растворе равна 3,2:83,44 =0,0384, или 3,84%.