166325 (599195), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

mр-ра Ag NO3=1000г

= 5,1%

m( Ag) = 10,8г

m_р-ра (CuCl₂)=13,5%

V(Cl2) = 8,96л

н.у.

(в-в) -?

раствор

1) Ag NO₃ = Ag ⁺+ NO₃^–

^(H2O)

4 4 1 Ag⁺ +1 Ag ⁰

1 4 2H₂O - 4 O₂ ⁰ ₊ 4H⁺

4 Ag ⁺ + 2 H₂O 4Ag ⁰ + O₂⁰ + 4H⁺

+ 4NO₃^— + 4NO₃^—

н а катоде : Ag ⁺, H₂O

на аноде : NO₃^–, H₂O

m _р-ра = 1000г

m=10,8

_{ί m = 10,8}

4Ag NO₃ + 2H₂O = 4Ag ↓ + O₂↑ + 4HNO₃ (1)

раствор М=108г/моль

М=170г/моль

4 моль 4моль

2) (Ag) =

3) (AgNO₃) = (Ag) = 0,1моль

4) (AgNO₃) =

5) = (AgNO₃) – (AgNO₃) = 0,3моль – 0,1моль = 0,2моль

Значит после реакции (1) в растворе остается 0,2моль AgNO₃

6) Избыток AgNO₃ в растворе выступит в реально с добавленным раствором

CuCl₂.

m_р-ра = 500г

= 13,5%

2AgNO₃ + CuCl₂ = 2AgCl ↓ + Cu(NO₃)₂ (2)

2моль М=135г/моль

1моль

1. По условию, при электролизе оставшегося раствора на аноде выделился газ

V=8,96л (н.у.)

раствор

CuCl₂ = Cu²⁺ + 2Cl ^–

(H₂O)

1 2 2 Cu²⁺ +2 Cu⁰

1 2 2 Cl ^– - 2 Cl₂⁰

2 Cl ^– + Cu²⁺ Cl₂ ⁰ + Cu⁰

н а катоде : Cu²⁺, H₂O

на аноде : Cl ^–, H₂O

ί V = 8.96л

CuCl₂ = Cu↓ + Cl₂↑ (3)

(H2O – раствор) Vm=22,4г/моль М

1 моль

8) Из (2): (CuCl₂) =

9) (CuCl₂) =

CuCl₂ – в избытке

10) (CuCl₂) = (CuCl₂) - (CuCl₂) = 0,5моль – 0,1моль = 0,4моль

11) Из (3): (Cl₂) =

12) (CuCl₂) = (Cl₂) = 0,4моль, значит весь CuCl_, оставшийся в растворе после реакции (2), подвергся электролизу.

1. После всех процессов в электролизе останутся Cu(NO₃) – из (2)

(Cu(NO₃)₂) = (AgNO₃) = = 0,1моль

m₂(Cu(NO₃)₂) = 0,1моль 188г/моль = 18,8г

1. m_{исход р-ра} = m _р-ра AgNO₃ + m _р-ра CuCl₂ = 1000г + 500г = 1500г

2. m_{конеч р-ра} = m_{исход р-ра} – m₁(O₂) – m₃(Cl₂) – m₃(Cu) – m₁(Ag) – m₂(AgCl)

3. (O₂) =

m₁(O₂) = 0,025моль 32г/моль = 0,8г; m₁(Ag) = 10,8г (по условию)

1. m₃(Cl₂) = (Cl₂) М(Cl₂) = 0,4моль 71г/моль = 28,4г.

m₃(Cu) = (Cu) М(Cu) = 0,4моль 64г/моль = 25,6г

1. m₂(Ag Cl) = (Ag Cl) М(Ag Cl) = 0,2моль 143,5г/моль = 28,7г

2. m_{конеч р-ра} = 1500г – 0,8г – 28,4г – 25,6г – 10,8г – 28,7г = 1405,7г

Ответ:

VIII. Примеры решения задач на расчеты по законам электролиза М. Фарадея

Задача № 1

Через последовательно включенные в цепь постоянного тока растворы

нитрата серебра (I), сульфата меди (II) и хлорида золота (III) пропускали ток силой в течение 20 мин. Рассчитайте массы металлов, осевших на катоде.

Решение

р-ры Ag NO3

CuSO4

AuCl3

I = 5A

F = 20мин = 1200с

F = 96500 Кл/моль

m (Ag) - ?

m (Cu) - ?

m (Au) - ?

1) Все металлы, катионами которых образованы данные соли, находятся в ряду активности металлов «после водорода» в ряду активности металлов «после водорода», значит на катодах будет протекать реакция восстановления только металлов:

A g⁺ + 1 Ag ⁰ ; n=1, M(Ag) = 108 г/моль

C u⁺ + 2 Cu⁰ ; n=2, M(Cu) = 64 г/моль

A u⁺ + 3 Au ⁰ ; n=3, M(Au) = 197 г/моль

2) По формуле объединенного закона электролиза:

m (в-ва) = вычисляем массы металлов:

m(Ag) =

m(Cu) =

m(Au) =

Ответ: m(Cu) = 2г , m (Ag) = 6,7г , m(Au) = 4г.

Задача № 2

Вычислить массу газа, выделившегося на аноде при электролизе раствора серной кислоты, производившегося в течение 10 мин при силе тока 1,5А.

Решение

р-р H2SO4

F = 10мин = 600с

I = 1,5 A

F = 96 500 Кл/моль

m (O2) - ?

1) См. схему реакции электролиза и электронные полуреакции в примере №10 (часть IV). Электролиз раствора серый кислоты сводится к электролизу воды:

ί

2H₂O = O₂↓ + 2H₂↑ ;

на аноде выделяется кислород: 2H₂O - 4 = O₂ ↑+ 4H⁺ ;

значит n = 4

1. m(O₂) =

Ответ: m(O₂) = 0,075г

Задача № 3

При действии постоянного тока силой 6,4А на расплав соли трехвалентного металла на катоде в течение 30 мин выделилось 1,07г металла, а аноде – 1344мл. (н.у.) газа, относительная плотность паров которого по гелию составляет 17,75. Определите состав соли, расплав которой подвергли электролизу.

Решение

I = 6,4 A

F = 30мин = 1800с

m(Me) = 1,07г

V(газа) = 13,44 = 22,4л (н.у.)

соль - ?

н а катоде : Me ³⁺ + 3 Me⁰

на аноде : - ?

1) По условию: Д_Не(газа) = 17,75

Значит, M(газа) = Д_Не(газа) M(He) = 17,75 4г/моль =

71г/моль = M(Cl₂)

З начит, на аноде : 2Cl^— - 2 Cl₂⁰

1. По формуле объединенного закона электролиза:

M(Me) =

M(A1) = 27г/моль Значит, соль – хлорид аммония

Ответ: хлорид аммония.

Задача № 4

При прохождении через раствор сульфата никеля (II) тока силой 2А масса катода увеличилась на 2,4г. Рассчитайте время электролиза, если выход по току равен 0,8.

Решение

р-р NiSO4

I = 2 A

∆m = 2,4г

= 0,8

F - ?

1) По условию, масса катода увеличилась, значит, на катоде восстановился никель массой 2,4г.

m_пр(Ni) = 2,4г ; m_т(Ni) =

N i²⁺ + 2 Ni⁰

2) По формуле объединенного закона электролиза:

F =

Ответ: время электролиза составляет 4907с.

24

Характеристики

Список файлов книги