Question

Масса (г) 40%-ного раствора серной кислотынеобходимая для полной нейтрализации щелочи, полученной при электролизе водного раствора хлорида калияесли на аноде образовалось 4,48 л газа (н.у

Answer 1

Шаг 1: Найдем количество газа (в молях) на аноде при н.у.

Объем газа (V) можно преобразовать в количество вещества (n) с использованием уравнения состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в Кельвинах.

При стандартных условиях (н.у.), давление (P) равно 1 атмосфере, а температура (T) равна 273,15 К.

Объем газа (V) равен 4,48 л.

Подставим значения в уравнение:

1 * 4,48 = n * 0,0821 * 273,15.

n ≈ 0,185 моль.

Шаг 2: Определим количество серной кислоты, необходимое для нейтрализации этого количества газа.

Согласно химическому уравнению электролиза водного раствора хлорида калия, для каждой молекулы хлора, образующейся на аноде, требуется две молекулы воды для нейтрализации:

2 H2O + 2 e- -> H2 + 2 OH-.

Таким образом, для нейтрализации 0,185 моль хлора понадобится 0,185 моль * 2 = 0,37 моль щелочи.

Шаг 3: Вычислим массу 40%-ного раствора серной кислоты, соответствующую найденному количеству.

Для этого мы должны узнать массу серной кислоты в 1 моле щелочи. Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль.

Масса серной кислоты, соответствующая 0,37 молям, будет равна:

Масса = количество * молярная масса = 0,37 моль * 98 г/моль ≈ 36,26 г.

Таким образом, масса 40%-ного раствора серной кислоты, необходимая для полной нейтрализации щелочи, полученной при электролизе водного раствора хлорида калия и образовании 4,48 л газа (н.у.), составит примерно 36,26 г.

Answer 2

Для решения этой задачи, нам нужно использовать стехиометрию реакции электролиза водного раствора хлорида калия.

Сначала давайте определимся с реакцией на катоде и аноде:

На катоде происходит редукция воды: 2H₂O + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻

На аноде происходит окисление хлорида: 2Cl⁻(aq) → Cl₂(g) + 2e⁻

Теперь, учитывая, что на аноде образовалось 4,48 л газа (н.у.), что является хлором (Cl₂), мы знаем, что прошло окисление 4,48/22.4 = 0,2 моль хлора (Cl₂).

Из уравнения реакции видно, что каждый моль хлора соответствует двум молям электронов. Таким образом, количество переданных электронов равно 0,2 моль хлора * 2 = 0,4 моль электронов.

Серная кислота (H₂SO₄) может принимать два моля электронов. Следовательно, количество серной кислоты, необходимое для полной нейтрализации электронов, равно 0,4 моль электронов / 2 = 0,2 моль H₂SO₄.

Теперь мы можем рассчитать массу 40%-ного раствора серной кислоты, содержащую 0,2 моль H₂SO₄. Сначала найдем мольную массу H₂SO₄:

H₂SO₄ = 2 * 1 (H) + 32 (S) + 4 * 16 (O) = 98 г/моль

Теперь рассчитаем массу 0,2 моль H₂SO₄: 0,2 моль * 98 г/моль = 19,6 г

Таким образом, 19,6 г 40%-ного раствора серной кислоты необходимы для полной нейтрализации щелочи, полученной при электролизе водного раствора хлорида калия.