2NaCl + 2Н 2 О электролиз → H 2 ↑ +2NaOH + Cl 2 ↑ . 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 %.
1. Определим количество вещества n в 40л. азота: n=V÷Vm n(N₂)=V(N₂)÷Vm n(N₂)=40л.÷22,4л./моль=1,78моль 2. Определяем молярную массу азота и массу его количеством вещества 1,78моль: M(N₂)=28г./моль m(N₂)=n(N₂)xM(N₂)=1.78мольх28г./моль=49,84г. Значит МАССА МЕТАНА =49,84г. Определяем молярную массу метана : M(CH₄)=12+4=16г./моль 3. Определим количество вещества n в 49,84г. метана: n(CH₄)=m(CH₄)÷M(CH₄)=49,84г.÷16г./моль=3,1моль 4. Определяем объем метана количеством вещества 3,1моль n=V÷Vm V= n×Vm V(CH₄)= n(CH₄)×Vm =3,1моль×22,4л./моль=69,44л. ответ: метан займет объем 69,44л.
2NaCl + 2Н 2 О электролиз → H 2 ↑ +2NaOH + Cl 2 ↑ . 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 %.
n=V÷Vm
n(N₂)=V(N₂)÷Vm
n(N₂)=40л.÷22,4л./моль=1,78моль
2. Определяем молярную массу азота и массу его количеством вещества
1,78моль: M(N₂)=28г./моль
m(N₂)=n(N₂)xM(N₂)=1.78мольх28г./моль=49,84г.
Значит МАССА МЕТАНА =49,84г.
Определяем молярную массу метана :
M(CH₄)=12+4=16г./моль
3. Определим количество вещества n в 49,84г. метана:
n(CH₄)=m(CH₄)÷M(CH₄)=49,84г.÷16г./моль=3,1моль
4. Определяем объем метана количеством вещества 3,1моль
n=V÷Vm V= n×Vm
V(CH₄)= n(CH₄)×Vm =3,1моль×22,4л./моль=69,44л.
ответ: метан займет объем 69,44л.