При электролизе водного раствора нитрата калия [KNO3] с инертными электродами на катоде выделилось 2 г вещества. Какое это вещество? Какой продукт, и в каком количестве (в граммах) выделился на аноде? Написать электродные процессы. Чему равно количество использованного электричества (в числах “F”)?
v(NH3)=V/Vm=5/22,4=0,22(моль)
v(N2)=v(NH3)/2=0,22/2=0,11(моль)
V(N2)=v*Vm=0,11*22,4=2,46(л)
v(H2)=v(NH3)/2*3=0,22/2*3=0,33(моль)
V(H2)=v*Vm=0,33*22,4=7,39(л)
азот - 2,46л
водород - 7,39л
б) Реакция взаимодействия азота с водородом
N2+3*H2->2*NH3
Молекулярный вес аммиака M(NH3)=17.
Из уравнения реакции видно, что из 3 молей водорода получается при 100% выходе 2 моля аммиака.
При 100% выходе было бы получено 170/0.1 = 1700 г аммиака, что составляет количество вещества ν(NH3) =1700/17 = 100 моль, тогда надо потратить количество водорода ν(H2)=100*3/2=150 моль. Так как 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22.4 л, то потребуется объем водорода V=22.4*150=3360 л =3.36 м^3
в) Пишем уравнение реакции:
N2 + 3H2 = 2NH3 (температура около 250 градусов, давление около 10 МПа, катализатор - губчатое железо с добавками платины, никеля).
Это уравнение показывает образование 100-% аммиака (по массе), но так как реакция обратимая, этого никогда не бывает. Но при 100-% выходе масса аммиака составила бы:
m(NH3) = 3,4 г/0,25 = 13,6 г
n(NH3) = 13,6 г/17 г/моль = 0,8 моль
n(NH3) = 1/2n(N2) = 0,4 моль.
V(N2) = 0,4 моль * 22,4 л/моль = 8,96 л
Так как объёмная доля азота составляет 78%, то
Vвозд. = 8,96 л/0,78 = 11,5 л
г) Запишем уравнение реакции:
NH4Cl->NH3+HCl
Из уравнения видно, что из 1 моль хлорида аммония получается 1 моль аммиака, который занимает 22.4 л. Молекулярный вес аммония - 14+4+35.5=53.5, т.е 20 г хлорида аммония составляет количество вещества n=20/53.5=0.37 моль, поэтому при разложении 20 г аммония будет получено 0.37 моль аммония, который будет занимать объем V=22.4*0.37=8.3 л.
Чтобы выполнить деление, заменим его на умножение обратной дроби:
1) 6/25 : 9/5 = 6/25 * 5/9 = (6 * 5)/(25 * 9) = (3 * 2 * 5)/(5 * 5 * 3 * 3) = 2/(5 * 3) = 2/15;
2) 8/27 : 8/9 = 8/27 * 9/8 = (8 * 9)/(27 * 8) = (8 * 9)/(9 * 3 * 8) = 1/3;
3) 9 5/7 : 1 23/28 = (9 * 7 + 5)/7 : (1 * 28 + 23)/28 = 68/7 : 51/28 = 68/7 * 28/51 = (4 * 17 * 7 * 4)/(7 * 17 * 3) = 16/3 = 5 1/3;
4) 6 2/3 : 1 1/8 = 20/3 : 9/8 = 20/3 * 8/9 = (20 * 8)/(3 * 9) = 160/27 = 5 25/27;
5) 57 : 19/24 = 57 * 24/19 = (3 * 19 * 24)/19 = 72;
6) 36/47 : 18 = 36/47 * 1/18 = (2 * 18)/(47 * 18) = 2/47.