Question

При электролизе водного раствора хлорида натрия на аноде выделился газ,объем 5,6 л(при н.у).определите объем выделившегося газа на катоде и масса образовавшейся щелочи в растворе

Answer 1

Ур-ие электролиза 2H2O + 2NaCl = H2 + 2NaOH + Cl2
на катоде выделился H2 ,на аноде Cl2
найдем ню(Сl2)= 5,6/22,4=0,25 моль, 
по ур-ию ню(H2)=0,25моль,V(H2)=5,6 л
ню(NaOH)=0,25*2=0,5 моль
m(NaOH)=0,5моль*40г/моль=20г

Answer 2

При электролизе водного раствора хлорида натрия происходит реакция на аноде и катоде:

На аноде: \(2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^-\) На катоде: \(2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-\)

Таким образом, на аноде выделяется хлор, а на катоде - водород и гидроксид иона (щелочь). Из уравнения на катоде видно, что на образование 1 моля водорода требуется 2 моля электронов.

Молярный объем идеального газа при н.у. равен 22,4 л/моль.

Поскольку для выделения 1 моля газа требуется 2 моля электронов, объем водорода на катоде будет равен половине объема хлора на аноде, так как количество вещества связано с количеством переданных электронов.

Объем выделившегося газа на катоде будет: \(5,6 \, \text{л} \div 2 = 2,8 \, \text{л}\) (при н.у.)

Для вычисления массы образовавшейся щелочи в растворе необходимо использовать законы сохранения массы и электронного заряда. Молярная масса NaCl равна 58,44 г/моль.

Из уравнений видно, что каждые 2 моля электронов формируют 2 моля OH^- и 1 моль H2, исходя из чего можно вычислить количество молей электронов, прошедших через катод.

Моль водорода на катоде: \(5,6 \, \text{л} \div 22,4 \, \text{л/моль} = 0,25 \, \text{моль}\)

С учетом того, что каждые 2 моля электронов образуют 1 моль H2, общее количество молей электронов будет вдвое больше: \(0,25 \, \text{моль} \times 2 = 0,5 \, \text{моль}\) электронов.

Это же количество электронов приводит к образованию такого же количества OH^- ионов. Масса NaOH равна 40 г/моль.

Масса образовавшейся щелочи (NaOH) в растворе будет: \(0,5 \, \text{моль} \times 40 \, \text{г/моль} = 20 \, \text{г}\)