34.08 Электролиз
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Даны 2 раствора одинаковой массы 154 г: хлората калия и нитрата серебра (массовая доля нитрата серебра 22%). Провели электролиз этих растворов. Газовая смесь электродных продуктов из обоих растворов имеет объём 10 л, а количество катионов гидроксония (диссоциацией воды пренебречь) в растворах в 17 раз меньше, чем количество атомов в электродных продуктах. Чтобы уравнять массовые доли солей в полученных растворах в первую колбу добавили 3,4 г сульфита натрия. Вычислите массовую долю хлората калия в растворе до электролиза.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
Электролиз в первой колбе:
1) 2H2O = 2H2 + O2
Электролиз во второй колбе:
2) 4AgNO3 = 4Ag + O2 + 4HNO3
3) 3Na2SO3 + KClO3 = KCl + 3Na2SO4
n(AgNO3) = 0,2 моль
Мы не знаем, насколько полно прошел электролиз растворов. Пусть электролизу подверглось х моль воды в первой колбе и у моль нитрата серебра - во второй колбе. Тогда количество веществ в газовой смеси электродных продуктов, состоящей из водорода (х моль), кислорода (0,5х моль) из первой колбы и кислорода (0,25у моль) из второй колбы 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 идет полностью) - у моль. Атомов во всех электродных продуктах - 2х атомов водорода, х атомов кислорода в первой колбе и 0,5у атомов кислорода во второй колбе, у атомов серебра. Получаем систему уравнений:
3x + 0,5у = 0,45
17у = 3х + 1,5у
х = 0,146 моль, у = 0,028 моль
Теперь будем искать массовую долю хлората калия в первой колбе. Масса второго раствора после электролиза равна 154 - m(Ag) - m(O2) = 147,27 г
Массовая доля хлората калия в полученном растворе равно массовой доле нитрата серебра в растворе после электролиза и равно (0,2 - 0,028) * (108 + 62) / 147,27 = 0,198
Значит, в первой колбе после электролиза и добавления сульфита натрия масса раствора 154 - 0,146 * 18 + 3,4 = 148 г
n(KClO3) = (0,198 * 148) / 122,5 = 0,24 моль
Значит, до добавления сульфита натрия хлората было 0,24 + 1/3n(Na2SO3).
1/3n(Na2SO3) = (3,4 / 126) / 3 = 0,21 моль
Столько же было хлората калия до электролиза:
w(KClO3) = ((0,21 + 0,24) * 122,5) / 154 = 0,358 (35,8%)
Специальные программы

Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!