Сборник задач и упражнений по химии с решением. Лебедева М.И - 98 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

П р и м е р 143
*
Хром, полученный при электролизе раствора нитрата хрома(III) обработали соля-
ной кислотой, после чего раствор оставили на воздухе. Затем к этому раствору постепенно прилили
раствор NaOH до полного растворения выпавшего вначале осадка. При этом израсходовано 114,3 см
3
раствора NaOH с массовой долей 40 % (ρ = 1,40 г/см
3
). Напишите уравнения реакций и рассчитайте
массу выделенного на катоде хрома. Определите объем (н.у.) выделившего газа на аноде.
Решение
1)
()
3
12HNO
2
3O4Cr
электролиз
O
2
6H
3
3
NOCr4 +↑+→+
2)
↑+=+
22
HCrCl2HClCr
3) 4CrCl
2
+ O
2
+ 4HCl = 4CrCl
3
+ 2H
2
↑
4) 3NaOH + CrCl
3
= ↓Cr(OH)
3
+ 3NaCl
5) Cr(OH)
3
+ NaOH = Na[Cr(OH)
4
]
6) 4Cr + 12HСl + 3O
2
= 4CrCl
3
+ 6H
2
O
7) CrCl
3
+ 4NaOH + = Na[Cr(OH)
4
] + 3NaCl
M(NaOH) = 40 г/моль; M(Cr)
= 52 г/моль.
Количество NaOH в растворе составит 114,3•1,4•0,4/40 = 1,6 моль. Из уравнений реакций (6, 7) сле-
дует, что 1 моль Cr → 1 моль CrCl
3
→ 4 моль NaOH, т.е. в реакцию с 1,6 моль NaOH вступает 1,6/4 моль
хрома или 0,4•52 = = 20,8 г. Следовательно, на катоде выделится 20,8 г хрома. Количество кислорода
определяем из уравнения реакции (1): оно равно 0,3 моль или 0,3•22,4 = = 6,72 дм
3
кислорода.
П р и м е р 144
*
Электролиз 400 г раствора нитрата серебра (ω = 8,5 %) продолжали до тех пор,
пока масса раствора не уменьшилась на 25 г. Вычислите массовые доли соединений в растворе, полу-
ченном после окончания электролиза, и массы веществ, выделившихся на инертных электродах.
Решение Уравнение электролиза водного раствора AgNO
3
:
1) 4AgNO
3
+ 2H
2
O = ↓4Ag + 4HNO
3
+ O
2
↑
M(AgNO
3
) = 170 г/моль; M(Ag) = 108 г/моль; M(HNO
3
) = 63 г/моль.
ν(AgNO
3
) = 400•0,085/170 = 0,2 моль.
При полном электролитическом разложении данного количества соли выделяется 0,2 моль Ag мас-
сой 0,2•108 = 21,6 г и 0,05 моль О
2
массой 0,05•32 = = 1,6 г. Общее уменьшение массы раствора за счет
серебра и кислорода составит 21,6 + 1,6 = 23,2 г.
При электролизе образовавшегося раствора азотной кислоты разлагается вода:
2) 2Н
2
О = 2Н
2
↑ + О
2
↑.
Потеря массы раствора за счет электролиза воды составляет 25 - 23,2 = 1,8 г. Количество разложив-
шейся воды равно 1,8/18 = 0,1 моль. На электродах выделилось 0,1 моль Н
2
массой 0,1•2 = 0,2 г и 0,1/2 =
0,05 моль О
2
массой 0,05•32 = = 1,6 г. Общая масса кислорода, выделившегося на аноде в двух процес-
сах, равна 1,6 + 1,6 = 3,2 г.
В оставшемся растворе содержится азотная кислота в количестве 0,2 моль или 0,2•63 = 12,6 г. Мас-
са раствора после окончания электролиза равна 400 - 25 = 375 г. Массовая доля азотной кислоты:
ω(HNO
3
) = 12,6/375 = = 0,0336 г или 3,36 %.
Задачи
562 В какой последовательности будут восстанавливаться катионы при электролизе водного рас-
твора, содержащего ионы Cr
3+
, Pb
2+
, Hg
2+
, Mn
2+
, если молярная концентрация соответствующих им со-
лей одинакова, а напряжение на катодах достаточно для восстановления каждого из них?

Страницы