Перейти к содержанию
Форум химиков на XuMuK.ru

Электролиз 33 задача


Dino2312

Рекомендуемые сообщения

Решение задач, рефераты, курсовые! Онлайн сервис помощи учащимся. Цены в 2-3 раза ниже!

895 г 18%-ного раствора нитрата марганца подвергли электролизу. Процесс остановили, когда массовая доля воды в растворе стала равна 84,88%. Газы, выделившиеся на электродах, смешали и взорвали. После охлаждения реакционной смеси до комнатной температуры оказалось, что объем газа уменьшился в 7 раз по сравнению с исходной смесью. Вычислите массу 10%-ного раствора соляной кислоты, который потребуется для растворения металла, полученного в ходе электролиза

Ссылка на комментарий

Сначала пишем уравнения электролиза:

1)   2Mn(NO3)2 + 2H2O  = 2Mn + 4HNO3 + O2

2)   2H2O = 2H2 + O2

Сжигание газов: 2H2 + O2(2) + nO2(1) = 2H2O + nO2(1) , объём уменьшился в 7 раз, значит сумма левых газовых коэффициентов в 7 раз больше правых, т.е. 2+1+n=7n, откуда n=0.5.

Отсюда выделившихся массы водорода и кислорода можно выразить через массу выделившегося марганца (примем за Х): m (O2)(1)=16/55Х, m (O2)(2)=2m (O2)(1)=32/55Х, m (Н2)(2)=1/8m (O2)(2)=1/4m (O2)(1)=4/55Х.

- из этого складывается потеря массы раствора после электролиза, тогда масса полученного раствора m(р-ра 2)=895-1.945Х.

Дальше вычисляете массу воды во втором растворе как разницу между исходным количеством и потерей воды в реакциях (1) и (2) - их также выражаем через Х, отсюда через концентрацию вычисляем массу второго р-ра и подставляем вместо m(р-ра 2). Вычисляем Х (массу марганца), а дальше уже считаем соляную к-ту.

 

Весь этот гемор в самом деле в ЕГЭ бывает, или это изврат авторов тестов?

 

Ссылка на комментарий
26.04.2022 в 17:09, M_GM сказал:

Интересно, пришли ли вы таким путём к ответу?

Да, посчитал. Наверно есть попроще алгоритм, но что-то другого в голову не пришло, туплю наверно.

Ссылка на комментарий
26.04.2022 в 18:57, Вольный Сяншен сказал:

Да, посчитал. Наверно есть попроще алгоритм, но что-то другого в голову не пришло, туплю наверно.

Но это только слова.

А численного результата, позволяющего убедиться в правильности алгоритма видимо нет.

Ссылка на комментарий
26.04.2022 в 23:59, M_GM сказал:

Но это только слова.

А численного результата, позволяющего убедиться в правильности алгоритма видимо нет.

Ну чо, 22.2г марганца у меня получилось, посчитал для себя для интереса. Соляную не считал, это уж совсем 8 класс.

Ссылка на комментарий

Разберём подробнее.

Начнём с исходного раствора. Нетрудно посчитать, что он содержит 161 г (0,9 моль) нитрата марганца

и 734 г воды.

При электролизе протекают две реакции:

1)   2Mn(NO3)2 + 2H2O  = 2Mn + 4HNO3 + O2

2)   2H2O = 2H2 + O2

Примем, что в них разложилось х моль  Mn(NO3)2, и у моль воды

При этом в реакции 1 выделилось 0,5х моль кислорода,

в реакции 2 - у моль водорода и 0,5у моль кислорода, всего газов выделилось у + 0,5у + 0,5х моль

При взрыве, газы входившие в состав воды снова соединились: 2H2 + O2 = 2H2O

и остался только избыточный кислород, полученный в реакции 1:  0,5х моль

Количества вещества газов относятся как их объёмы, и то, что объём исходной смеси газов был в 7 раз больше 

можно отразить следующим равенством  у + 0,5у + 0,5х = 7*0,5х

откуда получаем у = 2х - т.е. воды разлагалось в 2 раза больше, чем соли.

Учитывая это, скажем, что при электролизе  выделилось всего 2х моль водорода и 1,5х моль кислорода,

Их массы соответственно равны г (водород) и 48х г(кислород)

Одновременно из раствора ушло х моль марганца массой 55х г

Масса раствора после электролиза будет равна 895-107х г

Баланс воды. Учтем, что вода участвовала в реакции 1, где её израсходовалось х моль

и в реакции 2 - в количестве моль. Всего моль,  массой 54х г 

в растворе 2 осталось  734-54х  г воды. Массовая доля воды во втором растворе нам дана,

что позволяет составить уравнение:

  734-54х = (895-107х)*0,8488

решая которое, получаем: х = 0,7 (моль) 

откуда масса восстановленного марганца будет равна 55х = 38,35 г

после чего действительно нетрудно посчитать массу соляной кислоты

Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
×
×
  • Создать...
Яндекс.Метрика