50 г медного купороса добавили в 200 г 10%-ного раствора сульфата меди (2). рассчитайте массовую долю соли в полученном растворе.

Масса хлорида натрия равна m = 500⋅0,2 = 100 г. Согласно формуле (6.4.1) имеем:

V (H2) = QVэ (H2) / 96 500,

отсюда

Q = V(H2)⋅96500 / Vэ(H2) = 1,12⋅96 500 / 11,2 = 9650 Кл.

m(NaCl) = 9650⋅58,5 / 96 500 = 5,85 г; m(NaOH) = 40⋅9650 / 96 500 = 4,0 г.

Оставшаяся масса хлорида натрия равна

100,0 – 5,85 = 94,15 г; m(H2O) = 9⋅9650 / 96 500 = 0,9 г.

П р и м е р 131 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, выделив-

шегося на аноде.

Решение Уравнение электролиза водного раствора нитрата никеля(II)

Ni(NO 3 ) 2 + 2H 2 O электролиз → Ni + 2HNO 3 + O 2 ↑ + H 2 ↑

 

M(Ni) = 59 г/моль; М(HNO3) = 63 г/моль.

Количество никеля, выделенного на катоде равно 14,75/59 = 0,25 моль. Следовательно, по реакции образуется 0,5 моль

HNO3 или 0,5⋅63 = 31,5 г. Количество кислорода составит 0,25 моль 0,25⋅22,4 = 5,6 дм3 или 8,0 г. Такой же объем водорода

выделяется на катоде, т.е. 5,6 дм3 или 0,5 г. Масса раствора составит 91,50 – 14,75 – 8,50 = 68,25 г.

Откуда ω(HNO3) = 31,50⋅100/68,25 = 46,5 %.

Задачи

614 В какой последовательности будут восстанавливаться катионы при электролизе водного раствора, содержащего

ионы Cr3+, Pb2+, Hg2+, Mn2+, если молярная концентрация соответствующих им солей одинакова, а напряжение на катодах

достаточно для восстановления каждого из них?

615 Напишите уравнения реакций катодного и анодного процессов, протекающих на графитовых электродах при элек-

тролизе водных растворов:

а) нитрата свинца(II); б) серной кислоты.

616 В каких случаях при электролизе водных растворов солей:

а) на катоде выделяется водород;

б) на аноде выделяется кислород;

в) состав электролита не изменяется?

617 При электролизе водных растворов каких солей на катоде происходит:

а) восстановление только катионов металлов;

б) одновременное восстановление катионов металла и воды;

в) восстановление только воды?

618 Вычислите массу водорода и кислорода, образующихся при прохождении тока силой 3 А в течение 1 ч через рас-

твор NaNO3.

619 Определите массу выделившегося железа при прохождении тока силой 1,5 А в течение 1 ч через растворы сульфата

железа(II) и хлорида железа(III) (электроды инертные).

620 При прохождении через раствор электролита тока силой 0,5 А за 1 ч выделяется 0,55 г металла. Определите экви-

валентную массу металла.

621 Напишите электронные уравнения реакций, протекающих на электродах при электролизе растворов:

а) CuSO4 с медным анодом; б) NiSO4 с никелиевым анодом;

в) AgNO3 с серебряным анодом.

622 В течение какого времени необходимо пропускать ток силой 1 А при электролизе водного раствора сульфата хро-

ма(III), чтобы масса катода возросла на 10 г? Какой объем (н.у.) кислорода выделился на аноде?

623 Электролиз водного раствора хлорида никеля(II), содержащего соль массой 129,7 г проводили при токе силой 5 А в

течение 5,36 ч. Сколько хлорида никеля(II) осталось в растворе и какой объем хлора (н.у.) выделился на аноде?

624 При электролизе водного раствора нитрата серебра в течение 50 мин при токе силой 3А на катоде выделилось се-

ребро массой 9,6 г. Определите выход по току (η, %).

625 При электролизе водного раствора нитрата никеля(II) (ω = 50 %) массой 113,30 г на катоде выделился металл мас-

сой 14,75 г. Определите объем газа (н.у.), выделившегося на аноде и массу оставшегося нитрата никеля(II) после электроли-

за.

626 После электролиза водного раствора хлорида натрия получили раствор, в котором содержится NaOH массой 20 г.

Газ, выделившийся на аноде, полностью прореагировал с раствором иодида калия массой 332 г. Определите содержание ио-

дида калия (ω, %) в растворе.

627 При электролизе водного раствора хлорида калия на катоде выделился водород объемом 13,44 дм3 (н.у.). Газ, выде-

лившийся на аноде, полностью окислил раскаленную медную проволоку массой 38,4 г. Определите мольную массу меди.

628 Электролиз водного раствора сульфата калия проводили при токе силой 5 А в течение 3 ч. Составьте электронные

уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.),

выделившихся на катоде и аноде?

1. Напишем общую формулу реакции:
CnH2nO2+NaHCO3=CnH2n-1O2Na+CO2+H2O
2. Рассчитаем количество вещества гидрокарбоната натрия по формуле . моль.
3. Рассчитаем количество моль карбоновой кислоты по уравнению реакции, используя полученное количество вещества гидрокарбоната натрия:
n (CnH2nO2)= n (NaHCO3)= 0.02 моль.
4. Рассчитаем M (CnH2nO2) по формуле . M (CnH2nO2)=2.44/0.02=122 г/моль.
5. Найдем молекулярную массу углерода в кислоте по формуле . Ar (C)=68.85*122/100=84. Найдем, сколько атомов углерода входит в соединение, разделив на атомную массу одного углерода: 84/12=7. Тогда, формула кислоты будет иметь вид: C7H14O2. Рассчитаем молекулярную массу полученной кислоты: 12*7(C)+14*1(H)+16*2(O)=130 г/моль. Получается, что 8 атомов водорода лишние (130-122=8).
Новая формула кислоты будет иметь вид: C7H6O2, что соответствует бензойной кислоте.
Реакция в общем виде:
C6H5COOH+NaHCO3=C6H5COONa+CO2+H2O