Сборник задач и упражнений по химии с решением. Лебедева М.И - 97 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

П р и м е р 139 При электролизе раствора ZnSO
4
на катоде выделилось 0,1200 г цинка за 768 с.
Какую силу тока необходимо было поддерживать при электролизе, если выход по току составил 90 %?
Решение Выход по току:
η = (m
пр
/m
теор
)100 % (6.4.2)
m
теор
= (m
пр
/η)100 = 0,1200/0,9 = 0,1333 г.
Из уравнения (6.4.1.) находим силу тока:
I = m(Zn)•96500/32,5•768 = 0,523 A.
П р и м е р 140 При электролизе водного раствора хлорида натрия (ω = 20 %) массой 500 г
выделился водород объемом 1,12 дм
3
(н.у.). Найдите массы электролитов в растворе после электролиза.
Решение Уравнение электролиза водного раствора хлорида натрия:
↑++↑→+
22
электролиз
2
Cl2NaOHHО2Н2NaCl
.
Масса хлорида натрия равна m = 500⋅0,2 = 100 г. Согласно формуле (6.4.1) имеем:
V(H
2
) = Q•V
э
(H
2
)/96500, отсюда Q = V(H
2
)•96500/V
э
(H
2
) = = 1,12•96500/11,2 = 9650 Кл.
m(NaCl) = 9650•58,5/96500 = 5,85 г; m(NaOH) = 40•9650/96500 = 4,0 г. Оставшаяся масса хлорида
натрия равна 100,0 - 5,85 = 94,15 г; m(H
2
O) = = 9•9650/96500 = 0,9 г.
П р и м е р 141 При электролизе водного раствора нитрата никеля(II) (
ω = 50 %) массой 91,50 г
на катоде выделился никель массой 14,75 г. Определите содержание азотной кислоты в растворе (ω, %)
после электролиза и объем газа, выделившегося на аноде.
Решение Уравнение электролиза водного раствора нитрата никеля(II):
↑+↑++→+
223
электролиз
223
HO2HNONiO2H)Ni(NO
M(Ni) = 59 г/моль; М(HNO
3
) = 63 г/моль.
Количество никеля, выделенного на катоде равно 14,75/59 = 0,25 моль. Следовательно, по реакции
образуется 0,5 моль HNO
3
или 0,5•63 = 31,5 г. Количество кислорода составит 0,25 моль 0,25•22,4 =
5,6 дм
3
или 8,0 г. Такой же объем водорода выделяется на катоде, т.е. 5,6 дм
3
или 0,5 г. Масса раствора
составит 91,50 - 14,75 - 8,50 = 68,25 г.
Откуда
ω(HNO
3
) = 31,50•100/68,25 = 46,5 %.
П р и м е р 142
*
После электролиза 200 см
3
водного раствора CuSO
4
(ρ = 1,25 г/см
3
) масса раство-
ра уменьшилась на 4,0 г. Оставшийся раствор прореагировал с H
2
S объемом 1,12 дм
3
(н.у.). Определите
массовую долю (%) растворенного вещества в исходном растворе.
Решение
1)
↑++→+
242
электролиз
24
OSO2H2CuO2HCuSO2
2) CuSO
4
+ Н
2
S
= ↓CuS + H
2
SO
4
.
M(CuSO
4
) = 160 г/моль; M(Cu) = 64 г/моль.
Количество H
2
S равно 1,12/22,4 = 0,05 моль. Следовательно, по реакции (2) количество CuSO
4
рав-
но 0,05 моль или 160•0,05 = 8 г. После электролиза останется 8 г CuSO
4
.
Уменьшение массы раствора при электролизе происходит за счет осаждения на катоде меди и вы-
деления кислорода на аноде. Масса раствора сульфата меди(II) равна 200•1,25 = 250 г. Согласно реак-
ции (1) 2 моль CuSO
4
→ 2 моль Cu → 1моль О
2
или 10 г CuSO
4
→ 4 г Cu → 1 г О
2
, т.е. при разложении
10 г сульфата меди(II) масса раствора уменьшится на 5 г. Для уменьшения массы раствора на 4 г следу-
ет подвергнуть электролизу 10•4/5 = 8 г CuSO
4
.
Общая масса сульфата меди(II) в растворе составит 8 + 8 = 16 г.
Поэтому ω(СuSO
4
) = 16•100/250 = 6,4 %.

Страницы