Электролиз и расчеты
Во время электролиза (с использованием инертного анода) 235 г раствора нитрата меди(II) с содержанием Cu(NO3)2 весовым
Во время электролиза (с использованием инертного анода) 235 г раствора нитрата меди(II) с содержанием Cu(NO3)2 весовым процентом 20%, на катоде было осаждено 9,6 г металла. Найдите объем газа (при нормальных условиях), выделившегося на аноде, а также массовую долю кислоты и соли в оставшемся растворе.
19.11.2023 11:32
Написать свой ответ:
Объяснение:
Электролиз - это процесс разложения веществ под действием электрического тока. В данной задаче рассматривается электролиз раствора нитрата меди(II).
Для решения этой задачи, мы должны использовать законы электролиза и стехиометрический расчет.
1. Сначала найдем количество электричества (заряд), которое прошло через раствор. Для этого воспользуемся законом Фарадея:
Молекулярная масса Cu(NO3)2 = 63.5 + (2 * 14 + 3 * 16) = 187 г/моль
Масса Cu(NO3)2 в растворе = 235 г * 0.2 = 47 г
Количество вещества Cu(NO3)2 = масса / молярная масса = 47 г / 187 г/моль = 0.2516 моль
Заряд = количество вещества * число электронов для Cu(II) = 0.2516 моль * 2 = 0.5032 Ф
2. Зная заряд, можно найти количество выделившегося газа на аноде. Для этого воспользуемся уравнением электролиза:
2H2O -> O2↑ + 4H+ + 4e-
Молярный объем газа (при нормальных условиях) = 22.4 л/моль
Количество газа = заряд электролиза / число электронов / заряд электрона = 0.5032 Ф / 4 / 96485 Кл/Ф = 1.302 * 10^(-5) моль
Объем газа = количество газа * молярный объем газа = 1.302 * 10^(-5) моль * 22.4 л/моль = 2.915 * 10^(-4) л
3. Наконец, найдем массовую долю кислоты и соли в оставшемся растворе. Начнем с общего объема раствора, который можно получить зная мольную концентрацию:
Массовая доля кислоты = (масса Cu(NO3)2 / общая масса раствора) * 100% = (47 г / 235 г) * 100% = 20%
Массовая доля соли = 100% - массовая доля кислоты = 100% - 20% = 80%
Дополнительный материал:
Найдите объем газа (при нормальных условиях), выделившегося на аноде при электролизе 300 г раствора нитрата меди(II) с 15% содержанием Cu(NO3)2 по массе.
Совет:
Для успешного решения задач по электролизу, обязательно знайте основные законы и уравнения, связанные с этой темой. Будьте внимательны к единицам измерения и правильно пересчитывайте значения в нужные величины. Работайте пошагово и проверяйте свои вычисления.
Задача на проверку:
Во время электролиза раствора хлорида натрия, на аноде выделилось 10 газа при нормальных условиях. Найдите массовую долю кислоты, соли и воды в оставшемся растворе. Массовая доля NaCl в растворе составляет 10%. (Молярная масса Na = 23 г/моль, Cl = 35.5 г/моль, H = 1 г/моль, O = 16 г/моль)