34.01 Атомистика

3CrO + 10HNO₃ → 3Cr(NO₃)₃ + NO + 5H₂O
Cr(OH)₃ + 3HNO₃ → Cr(NO₃)₃ + 3H₂O

4Cr(NO₃)₃ + 6H₂O → 4Cr + 12HNO₃ + 3O₂

m(H) = 61,7 г * 0,02431 = 1,5 г
n(H) = 1,5 г / 1 г/моль = 1,5 моль
В гидроксиде хрома (III): n(O) = n(H) = 3n(Cr) = 1,5 моль
Отсюда получаем: n(Cr(OH)₃) = 0,5 моль
m(Cr(OH)₃) = 0,5 моль * 103 г/моль = 51,5 г
m(CrO) = 61,7 г – 51,5 г = 10,2 г
n(CrO) = 10,2 г / 68 г/моль = 0,15 моль
По уравнениям реакций: n(HNO₃) = 10/3 * 0,15 моль + 3 * 0,5 моль = 2 моль
m(HNO₃) = 2 моль * 63 г/моль = 126 г
m_р-р.HNO₃ = 126 г / 0,2 = 630 г
По уравнениям реакций: n_общ.(Cr(NO₃)₃) = 0,15 моль + 0,5 моль = 0,65 моль
H₂O > H₂ + 0,5O₂
На катоде выделяется водород, на аноде кислород.
Пусть в ходе электролиза потрачено x моль нитрата хрома III и выделилось 2y моль водорода.
| 52x + 0,75x * 32 + 4y + 32y = 62,8 <> 76x + 36y = 62,8
| 2y = 1,5 * (0,75x + y) <> 2y = 1,125x + 1,5y <> 0,5y = 1,125x <> y=2,25x
Решая систему, получаем: x = 0,4 ; y = 0,9
После электролиза осталось:
n(Cr(NO₃)₃)_ост. = 0,65 моль – 0,4 моль = 0,25 моль
m(Cr(NO₃)₃)_ост. = 0,25 моль * 238 г/моль = 59,5 г
n(HNO₃)_{выделивш.} = 3n(Cr(NO₃)₃)_{затрач.} = 1,2 моль
m(HNO₃)_{выделивш.} = 1,2 моль * 63 г/моль = 75,6 г
m_{р-р. кон.} = m_смеси + m_р-р.HNO₃ - Δ р-ра = 61,7 г + 630 г – 62,8 г = 628,9 г
w(Cr(NO₃)₃) = 59,5 г / 628,9 г = 0,0946
w(HNO₃) = 75,6 г / 628,9 г = 0,1202
ОТВЕТ: w(Cr(NO₃)₃) = 0,0946 или 9,46% ; w(HNO₃) = 0,1202 или 12,02%