Примеры решения задач по реакциям электролиза (стр. 2 из 4)

8) m(CuSO₄-5H₂O) = 0,6 моль - 250 г/моль = 150г

Ответ:

m(CuSO₄-5H₂O) = 150г.

Задача № 5

Через электролизер, содержащий раствор гидроксида калия объемом 300мл с массовой долей вещества 22,4% (плотность 1,2 г/мл), пропустили электрический ток. Рассчитайте массовую долю гидроксида калия в растворе после отключения тока, если известно, что на катоде выделился газ объемом 89,6л (н.у.)

Решение

Vр-ра КОН = 300мл

= 22,4%

= 1,2 г/мл

V(H2) = 89,6л

н.у.

(КОН) -?

раствор

КОН= К⁺+ OН^–(среда щелочная)

2 4 2 2H₂O +2 H₂⁰+ 2OH^—

1 4 4OH^—- 4 O₂⁰₊ 2H₂O

4H₂O+4OH^— 2H₂⁰ +4OH^—+O₂⁰+2H2O

(H₂O)

на катоде : К⁺, H₂O

на аноде : OH^–, H₂O

_ίV = 89,6л

2H₂O = 2H↑ + O₂↑ (1)

(р-р КОН) Vm=22,4 л/моль

2 моль

1)

(КОН) – массовая доля щелочи в растворе после реакции электролиза, которая зависит от содержания гидроксида калия в исходном растворе (она не изменяется в ходе электролиза) и массы воды, которая подверглась электролизу.

(КОН) =

2) m_{конечн. р-ра}КОН = m_{исход. р-ра}КОН – m₁(H₂O)

3) m₁(H₂O) =

₁(H₂O) -M(H₂O)

;

m₁(H₂O) = 4моль - 18 г/моль = 72г

4) m_{исход. р-ра}КОН = V _р-раКОН -

= 300мл - 1,2г/мл = 360г

5) m_исход. (КОН) =

(КОН) -m_{исход. р-ра}КОН = 0,224 - 360мл = 80,64г

6)

(КОН)

Ответ: после электролиза

(КОН) = 0,28 (28%)

Задача №6

При электролизе 16г. расплава некоторого соединения

водорода с одновалентным элементом на аноде выделился водород количеством вещества 1 моль.

Установите формулу вещества, взятого для электролиза.

Решение

I I

m(Эл Н)=16г

(H2) = 1моль

Эл Н - ?

По условию, водород выделяется на аноде, значит, его ионы имеют отрицательный заряд, а искомый элемент имеет положительный заряд. Ясно, что ЭЛН – гидрид.

расплав

2 2 1 Эл⁺ +1 Эл⁰

2 2 2H^– - 2 Н₂⁰

2Эл⁺ + 2Н ^– 2Эл⁰ + Н₂⁰

Эл Н= Эл¹⁺+Н ^1–

на катоде : Эл¹⁺

на аноде : H^1–

m=16г ί

=1моль

2ЭлН = 2Эл↓ + Н₂↑

расплав 1 моль

2 моль

1) M_r(ЭлН) = (х + 1) а.е.м

2)

3)

4)

5) х+1=8

х =7, А_r(Эл)=7, значит Эл – лимит

Ответ: ЭлН – LiH, гидрид лития

Задача № 7

Электролиз 400мл. 6%-ного раствора сульфата меди (II) (плотность 1,02г/мл) продолжали до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 10г. Определите массовые доли соединений в оставшемся растворе и массы продуктов, выделившихся на инертных электродах.

Решение

V_р-ра CuSO₄= 400мл

= 6%

= 1,02 г/мл

∆m_р-ра = 10г

н.у.

?

См. схему реакции электролиза и электронные полуреакции в задаче №4, часть VII

= 1,02 г/мл

V_р-ра=400мл

Ñmр-ра = 10г

ί m - ? m - ?

2CuSO₄ + 2H₂O = 2Сu↓ + O₂↑ + 2H₂ SO₄ (1)

раствор М=64г/моль М=32г/моль М=98 г/моль

М=160 г/моль Vm=22,4 л/моль

2 моль 2моль 1 моль 2 моль

1) m_р-раCuSO₄ = V_р-ра -

= 400мл -1,02г/мл = 408г = m_р-ра до реакции

2)

(CuSO₄ ) =

3) По условию процесс продолжается до тех пор, пока масса не уменьшилась на 10г, значит на электродах выделилось 10г веществ – меди и газообразного кислорода.

4) По уравнению реакции:

Пусть 1 часть продуктов (Cu и О₂) содержит х моль вещества,

тогда

моль; моль

5) m(O₂) = 32x , г

m(O₂) = 32x , г m(O₂) + m(Cu) = 10

32(x) + 64

2x = 10

160x = 10

x = 0,0625

Значит: m(O₂) = 32 г/моль- 0,0625 = 2г

m(Cu) = 64 г/моль- 2 - 0,0625 моль = 8г

6) m₁(H₂SO₄) =

(H₂SO₄) -М(H₂SO₄)

7)

(H₂SO₄) = (Cu) = 2- 0.0625 моль = 0,125 моль

8) m₁(H₂SO₄) = 0,125 моль - 98 г/моль = 12,25г

9) m_общ. (CuSO₄) = m_р-раCuSO₄ -

(CuSO₄) = 408г - 0,06 = 24,48г

10) m₁(CuSO₄) =

(CuSO₄) -М(CuSO₄)

(CuSO₄) - (Cu) = 2 - 0,0625 моль = 0,125 моль

m₁(CuSO₄) = 0,125 моль - 160 г/моль = 20г

11) m_{избытка}(CuSO₄) = 24,48 – 20г = 4,48г

12) m_{р-ра после реакции} = m_{р-ра до реакции} - m(Cu; O₂) = 408г – 10г = 398г

13)

(CuSO₄) = 0,0112 (1,12% CuSO₄ в оставшемся растворе)

14)

(Н₂SO₄) = 0,0308 (3,08% Н₂SO₄ в оставшемся растворе)

Ответ:

На электродах выделилось: m(Cu) = 8г; m(O₂) = 2г; в оставшемся растворе: (CuSO₄) =0,0112 (1,12%)

(Н₂SO₄) = 0,0308 (3,08%)