34.01 Атомистика

Электролиз в первой колбе –
2 H₂O = 2 H₂ + O₂
Электролиз во второй колбе –
4 AgNO₃ + 2 H₂O = 4Ag + 4 HNO₃ + O₂
3 Na₂SO₃ + KClO₃ = KCl +3 Na₂SO₄
n (AgNO₃) = 0,2 моль.
Мы не знаем, насколько полно прошел электролиз растворов. Пусть электролизу подверглось х моль воды в первой колбе и y моль нитрата серебра – во второй. Тогда количество веществ в газовой смеси электродных продуктов, состоящей из водорода (х), кислорода (0,5х) и кислорода из второй колбы (0,25у) равно 10/22,4 = 0,45 моль. Количество катионов гидроксония зависит от количества протонов в растворе, которое зависит
от количества азотной кислоты (сильная кислота, диссоциация идёт полностью) – у моль. Атомов во всех электродных продуктах – 2х атомов водорода, х атомов кислорода и из второй колбы 0,5 у кислорода и у атомов серебра. Получаем систему уравнений
1,5х + 0,25у = 0,45
17у = 3х + 1,5у
х= 0,29 моль, у = 0,056 моль
Теперь будем искать массовую долю хлората калия в первой колбе. Масса второго раствора после электролиза =
154 – mAg – mO₂ = 147,27 г
Массовая доля хлората калия в полученном растворе = массовой доле нитрата серебра в растворе после электролиза =
(0,2 –0,056)*(108+62)/147,27 = 0,166
Значит, в первой колбе после электролиза и добавления сульфита содержится: масса раствора = 154 – 0,29*18 + 3,4 = 152,2 г, а хлората калия = 0,166*152,2/ 122,5 = 0,2 моль. Значит до добавления сульфита хлората было 0,2 + 1/3 (по коэффициентам) количества сульфита (3,4/126)/3 = 0,21
моль и столько же хлората было до электролиза.
Ответ: массовая доля хлората калия до электролиза = 0,21*122,5/154 = 0,167 или 16,7%