Химия
С химией. Когда проводили электролиз 10%-го раствора хлорида натрия в массе 1170 г, процесс остановили после того
С химией. Когда проводили электролиз 10%-го раствора хлорида натрия в массе 1170 г, процесс остановили после того, как на катоде выделилось 16,8 л газа при нормальных условиях (н.у.). Затем добавили нужное количество 20%-го раствора серной кислоты для полной нейтрализации полученного после электролиза раствора. Определите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе. В ответе напишите уравнения реакций, указанные в условии задачи, и выполните все необходимые расчеты (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
15.12.2023 08:33
Написать свой ответ:
Пояснение: Чтобы решить данную задачу, нам необходимо выполнить несколько шагов.
1. Сначала определим количество вещества полученного газа. Для этого воспользуемся уравнением состояния газа.
V = n * V_m
Где:
V - объем газа,
n - количество вещества,
V_m - молярный объем (при нормальных условиях он равен 24 л/моль).
Получаем:
n = V / V_m
n = 16,8 / 24
n = 0,7 моль
2. Далее, проведем балансировку уравнения реакции электролиза хлорида натрия (NaCl):
2NaCl -> 2Na + Cl2
По уравнению видно, что за каждые 2 моля NaCl получается 1 моль Cl2. Значит, 0,7 моль Cl2 получается из 1,4 моль NaCl.
3. Теперь рассчитаем массу хлорида натрия, содержащуюся в исходном растворе.
Молярная масса NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 г/моль
Масса NaCl = количество вещества * молярная масса
Масса NaCl = 1,4 * 58,5
Масса NaCl = 82,7 г
4. Добавим 20% раствор серной кислоты (H2SO4) для полной нейтрализации полученного раствора. Балансировка уравнения нейтрализации:
2NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + 2H2O
По уравнению видно, что за каждые 2 моля NaOH требуется 1 моль H2SO4. Значит, 1,4 моль NaOH требуется 0,7 моль H2SO4.
5. Теперь рассчитаем массу серной кислоты, необходимую для полной нейтрализации.
Молярная масса H2SO4 = 2 * 1 + 32 + 4 * 16 = 98 г/моль
Масса H2SO4 = количество вещества * молярная масса
Масса H2SO4 = 0,7 * 98
Масса H2SO4 = 68,6 г
6. Наконец, определим массовую долю хлорида натрия в конечном растворе.
Массовая доля = масса NaCl / масса конечного раствора * 100%
Масса конечного раствора = масса NaCl + масса H2SO4
Масса конечного раствора = 82,7 г + 68,6 г
Масса конечного раствора = 151,3 г
Массовая доля = 82,7 г / 151,3 г * 100%
Массовая доля = 54,7%
Таким образом, массовая доля хлорида натрия в конечном растворе составляет 54,7%.
Совет: При решении задач по химии, полезно иметь хорошее представление о балансировке химических уравнений и о расчетах количества вещества и массы вещества. Также не забывайте указывать единицы измерения искомых физических величин. При работе с растворами обращайте внимание на концентрации и процентные составы растворов.
Упражнение: В 500 г 5%-го раствора серной кислоты необходимо получить 10% раствор. Какое количество вещества нужно добавить? (Укажите количество вещества и его название).