Какие массовые доли каждого из веществ присутствуют в растворе после окончания электролиза, если в результате выделения

Электролиз раствора NaCl:

Пояснение:
Электролиз раствора NaCl — это процесс, при котором с использованием электрического тока разлагается раствор хлорида натрия (NaCl) на его составные элементы — натрий (Na) и хлор (Cl2).

Для решения данной задачи мы можем использовать закон Фарадея, который устанавливает, что количество вещества, выделяемого или поглощаемого при электролизе, пропорционально количеству затраченного электрического заряда.

Сначала найдем количество вещества, выделенного в результате электролиза на основе объема выделенного хлора (Cl2) в нормальных условиях (н.у.). Для этого воспользуемся уравнением состояния газа, чтобы найти количество вещества:

V = nRT/P,

где V - объем газа (в данном случае 3,36 л), n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, P - давление.

R = 0,0821 л·атм/моль·К (значение универсальной газовой постоянной).

T = 273 К + 0 °C = 273 К (температура в нормальных условиях).

P = 1 атм (давление в нормальных условиях).

n = PV/RT = (1 атм)(3,36 л)/(0,0821 л·атм/моль·К)(273 К) ≈ 0,157 моль.

Теперь мы можем установить соотношение между количеством натрия (Na) и хлора (Cl2), выделенным при электролизе, по уравнению реакции:

2NaCl → 2Na + Cl2.

Обратите внимание, что соотношение между NaCl и Na равно 2:2, то есть стехиометрический коэффициент для Na равен 2.

Таким образом, количество выделенного натрия (Na) также равно 0,157 моль.

Далее, чтобы найти массовую долю каждого вещества, нам нужно знать массу раствора NaCl. По условию задачи, масса раствора составляет 200 г, а массовая доля NaCl в растворе равна 17,55%.

Масса NaCl = (массовая доля NaCl в растворе) × (масса раствора) = 17,55% × 200 г = 35,1 г.

Теперь мы можем найти массовые доли каждого вещества в растворе после окончания электролиза.

Массовая доля Na = (масса Na) / (масса раствора) × 100% = (0,157 моль × 22,99 г/моль) / 200 г × 100% = 17,775%.

Массовая доля Cl2 = (масса Cl2) / (масса раствора) × 100% = (0,157 моль × 70,90 г/моль) / 200 г × 100% = 27,760%.

Таким образом, массовые доли каждого из веществ в растворе после окончания электролиза составляют примерно 17,775% для Na и 27,760% для Cl2.

Совет:
Чтобы лучше понять электролиз раствора NaCl, полезно изучить основные принципы электрохимии и закон Фарадея. Также полезно обратить внимание на стехиометрию реакции, чтобы понять соотношение между NaCl, Na и Cl2.

Дополнительное задание:
Какова будет массовая доля Na и Cl2 в растворе, если масса раствора NaCl составляет 500 г, а массовая доля NaCl равна 25%?