Какой будет выход водорода при электролизе раствора КСl с концентрацией 20% и объемом 331,7 миллиарда миллилитров (при

Предмет вопроса: Электролиз раствора КСl

Объяснение: При электролизе раствора КСl с помощью постоянного тока на аноде происходит окисление хлорида (Cl⁻) с образованием хлора (Cl₂), а на катоде происходит восстановление ионо-водорода (H⁺) с образованием водорода (H₂).

Для решения задачи необходимо выполнить несколько шагов. Сначала вычислим количество вещества растворенного КСl:

1. Найдем массу раствора КСl, используя плотность раствора: масса = плотность × объем. В переводе объема из миллиардов миллилитров в кубические сантиметры получим, что объем равен 331,7 миллиарда миллилитров = 331,7 литра = 331,7 × 1000 см³ = 331700 см³.

Масса = 1,125 г/см³ × 331700 см³ = 372537,5 г = 372,54 кг.

2. Вычислим количество вещества КСl, используя массу и молярную массу (М):

Молярная масса КСl = атомная масса K + атомная масса Cl = 39,1 г/моль + 35,45 г/моль = 74,55 г/моль.

Количество вещества КСl = масса КСl / молярная масса = 372537,5 г / 74,55 г/моль = 4996,62 моль.

3. Зная количество вещества КСl, можем найти количество вещества водорода (H₂), которое будет образовано при электролизе. С учетом уравнения реакции электролиза и коэффициента стехиометрии (2):

2H⁺(aq) + 2е⁻ → H₂(g)

Количество вещества H₂ = 2 × количество вещества КСl = 2 × 4996,62 моль = 9993,24 моль.

4. Для перевода полученного количества вещества H₂ в объем необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:

V = (n × R × T) / P,

где V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа (в Кельвинах), P - давление газа.

Для упрощения расчетов примем комнатную температуру 298 K. В качестве давления возьмем атмосферное давление 1 атм:

V = (9993,24 моль × 0,0821 л × атм/моль × К × 298 K) / 1 атм = 247,93 л.

Таким образом, выход водорода при электролизе раствора КСl составляет 247,93 литра.

Совет: Чтобы лучше понять процесс электролиза и решать подобные задачи, рекомендуется изучить основные понятия электролиза, включая понятия анода, катода, электролита и лавы электролизера. Также имейте в виду, что при электролизе на аноде происходит окисление, а на катоде - восстановление.

Ещё задача: При электролизе раствора серной кислоты (H₂SO₄) было получено 28 литров кислорода в нормальных условиях. Какой объем водорода был получен? (Подсказка: уравнение реакции электролиза серной кислоты: 2H⁺(aq) + 2е⁻ → H₂(g))