Question

При электролизе расплава хлорида натрия на катоде выделилось 30,5 г металла. вычислите объем газа(н.у.),выделившего на аноде в данном процессе

Answer 1

                                30,5 г                     Х л
    2NaCl       ->        2Na            +         Cl2
                            n=2 моль                    n=1 моль
                         М = 23 г/моль               Vm=22,4 л/моль
                         m=46 г                           V = 22,4 л

30,5 г Na    -    Х л Cl2
46 г Na      -    22,4 л Cl2
V(Cl2) = 30,5 * 22,4 / 46 = 14,8 л

Answer 2

Расчет объема газа (н.у.), выделившегося на аноде при электролизе хлорида натрия

При электролизе расплава хлорида натрия на катоде выделилось 30,5 г металла. Для вычисления объема газа (н.у.), выделившегося на аноде, необходимо использовать законы электролиза и химические реакции, происходящие в данном процессе.

Шаг 1: Определение реакции на катоде и аноде

На катоде происходит реакция восстановления натрия: 2Na⁺ + 2e⁻ → 2Na

На аноде происходит реакция окисления хлорида: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻

Шаг 2: Расчет количества вещества

Используем закон Фарадея, который утверждает, что количество вещества, выделившегося на электроде, пропорционально затраченному заряду. Формула для расчета количества вещества: n = Q / (z * F)

Где: n - количество вещества (моль) Q - заряд (количество электричества, кулон) z - число электронов, участвующих в реакции F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль)

Шаг 3: Расчет объема газа (н.у.)

Используем уравнение состояния идеального газа, чтобы рассчитать объем газа (н.у.), выделившегося на аноде: V = n * 22.4 л/моль

Где: V - объем газа (н.у.) (л) n - количество вещества (моль)

Решение

1. Расчет количества вещества натрия, выделившегося на катоде: n(Na) = m / M n(Na) = 30.5 г / 23 г/моль n(Na) ≈ 1.33 моль.

2. Расчет количества вещества хлора, выделившегося на аноде: n(Cl₂) = n(e⁻) / 2 n(Cl₂) = n(Na) n(Cl₂) ≈ 1.33 моль.

3. Расчет заряда, прошедшего через электролит: Q = n * z * F Q = 1.33 моль * 2 * 96 485 Кл/моль Q ≈ 256 000 Кл.

4. Расчет объема газа (н.у.), выделившегося на аноде: V(Cl₂) = n * 22.4 л/моль V(Cl₂) ≈ 1.33 моль * 22.4 л/моль V(Cl₂) ≈ 29.8 л.

Ответ: Объем газа (н.у.), выделившегося на аноде в данном процессе, составляет примерно 29.8 л.

Примечание

Указанные расчеты основаны на предположении, что электролиз происходит при нормальных условиях (н.у.) - температуре 0°C и давлении 1 атмосферы.