При электролизе 200 г раствора хлорида натрия с массовой долей соли 17,55% из раствора выделилось

Ответы на вопрос

Отвечает Корниевская Дарья.

Для решения задачи, давайте поэтапно разберемся, как вычислить массовые доли веществ в растворе после электролиза.

Шаг 1: Вычисление массы хлора, который выделился при электролизе

У нас есть следующие данные:

Массив раствора хлорида натрия (NaCl): 200 г.
Массовая доля соли (NaCl): 17,55%.
Объем выделившегося хлора: 3,36 л (при нормальных условиях, т.е. при 0°C и 1 атм).

Сначала найдем массу хлора, выделившегося при электролизе.

Используем закон Бойля-Мариотта для газа, чтобы определить количество вещества хлора (Cl₂). На нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 литра, следовательно:

n(Cl_2) = \frac{V}{22,4} = \frac{3,36 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,15 \, \text{моль}

Теперь определим массу хлора. Молекулярная масса хлора (Cl₂) составляет 71 г/моль, следовательно, масса хлора:

m(Cl_2) = n(Cl_2) \times M(Cl_2) = 0,15 \, \text{моль} \times 71 \, \text{г/моль} = 10,65 \, \text{г}

Шаг 2: Определение массы оставшегося NaCl в растворе

На электролизе из раствора выделился хлор, который был связан в виде NaCl. Таким образом, количество NaCl, которое участвовало в реакции, эквивалентно количеству выделившегося хлора.

В одном моле NaCl содержится один моль хлора. То есть, количество вещества NaCl, которое распалось на хлор, равно количеству вещества хлора. Масса NaCl, которая распалась, будет:

m(NaCl) = n(Cl_2) \times M(NaCl) = 0,15 \, \text{моль} \times 58,5 \, \text{г/моль} = 8,775 \, \text{г}

Итак, масса NaCl, которая распалась при электролизе, равна 8,775 г. Из общей массы раствора (200 г) вычитаем эту массу, чтобы узнать массу оставшегося NaCl:

m_{NaCl,\text{остаток}} = 200 \, \text{г} - 8,775 \, \text{г} = 191,225 \, \text{г}

Шаг 3: Определение массы воды

Для этого находим массу воды в растворе до электролиза. Массовая доля NaCl в исходном растворе равна 17,55%, следовательно:

m(NaCl_{\text{нач}}) = 200 \, \text{г} \times 0,1755 = 35,1 \, \text{г}

Теперь, зная массу NaCl в растворе, можем найти массу воды в растворе до электролиза:

m_{\text{воды}} = 200 \, \text{г} - 35,1 \, \text{г} = 164,9 \, \text{г}

Шаг 4: Рассчитываем массовые доли веществ после электролиза

После электролиза в растворе остаются:

191,225 г NaCl,
164,9 г воды,
10,65 г хлора (он вышел в газообразном виде, и его масса теперь находится в воздушной фазе).

Теперь определим массовые доли этих веществ в новом растворе, который состоит из оставшегося NaCl и воды:

Общая масса нового раствора:

m_{\text{новый раствор}} = 191,225 \, \text{г} + 164,9 \, \text{г} = 356,125 \, \text{г}

Массовая доля NaCl в новом растворе:

w(NaCl) = \frac{191,225 \, \text{г}}{356,125 \, \text{г}} \times 100\% \approx 53,7\%

Массовая доля воды в новом растворе:

w(\text{вода}) = \frac{164,9 \, \text{г}}{356,125 \, \text{г}} \times 100\% \approx 46,3\%

Ответ:

После прекращения электролиза массовые доли веществ в растворе будут следующими:

Массовая доля NaCl: 53,7%
Массовая доля воды: 46,3%

Ответы на вопрос

Шаг 1: Вычисление массы хлора, который выделился при электролизе

Шаг 2: Определение массы оставшегося NaCl в растворе

Шаг 3: Определение массы воды

Шаг 4: Рассчитываем массовые доли веществ после электролиза

Ответ:

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Химия

Последние заданные вопросы в категории Химия