Примеры решения задач по реакциям электролиза (стр. 3 из 4)

Задача № 8

При электролизе раствора хлорида металла катион которого двухзаряден, на катоде выделилось 0,16г металла. При растворении этой массы металла в концентрированной азотной кислоте выделился бурый газ объемом 0,112 (н.у.) Определите состав хлорида и его массу в растворе.

Решение

II

MeCl2

m(Me) = 0,16г

m(NO₂) = 0,112л

н.у.

MeCl₂ - ?m(NCl₂) - ?

1) По условию, на катоде выделяется чистый металл, значит этот металл может находиться в ряду активности металлов «после водорода» раствор

MeCl₂ = Ме²⁺+ 2Cl^–m=0,16г

1 2 2 Me²⁺ +2 Me⁰(по условию)

1 2 2Cl^— - 2 Cl ⁰

Me²⁺ + 2Cl ^— Me ⁰ +Cl ⁰

(H₂O)

на катоде : Me²⁺, H₂O(H⁺)

на аноде : Cl^–, H₂O

2) По условию реакции (1) нельзя однозначно вычислить

(MeCl₂), так как в условии задачи нельзя не говорится о том, что процесс электролиза прошел до конца, поэтому основные расчеты проводим по уравнению реакции (2)

ί m = 0,16г

MeCl = Me ↑ + Cl₂↓ (1)

(H₂O)

m = 0,16г II V = 0,112л

Me + 4HNO₃ = Me(NO₃) + 2NO₂↑ + 2H₂O₂ (2)

1 моль (конц.) (по условию)

Vm=22,4л/моль

2 моль

1 2 2 Me⁰ +2 Me ²⁺

2 1 2 NO₃^— + 2Н⁺ + NO₂⁰+ H₂O

Me⁰ + 2NO₃^— + 4Н⁺ Me ²⁺ +2NO₂ ⁰ + 2H₂O

+ 2NO₃^— +2NO₃^—

в-ль; ок-е

ок-ль; в-е

3)

(NO₂) =

4)

; (Me) = = 0,0025 моль

5) M(Me) =

Этот металл – медь (валентность – II), выделяется на катоде из растворов солей, с HNO₃ (конец) реагирует с выделением NO₂ , что соответствует условию задачи).

Хлорид металла - CuCl₂ – хлорид меди (II)

6) m(CuCl₂) =

(CuCl₂) - M(CuCl₂)

(CuCl₂) = (Cu) = 0,0025 моль

m(CuCl₂) = 0,0025 моль - 135 г/моль = 0,34г

Ответ: CuCl₂ ; m(CuCl₂) = 0,34г

Задача № 9

1000г 5,1% - ного раствора нитрата серебра подвергнуто электролизу, при этом на катоде выделилось 10,8г вещества. Затем в электролизер добавили 500г 13,5% вещества. Затем в электролизер добавили 500г 13,5% -ного раствора хлорида меди (II). Полученный раствор снова подвергли электролизу до выделения на аноде 8,96л газа (н.у.). Определите массовые доли веществ в конечном растворе.

Решение

mр-ра Ag NO3=1000г

= 5,1%

m(Ag) = 10,8г

m_р-ра (CuCl₂)=13,5%

V(Cl2) = 8,96л

н.у.

(в-в) -?

раствор

1) AgNO₃ = Ag⁺+ NO₃^–

^(H2O)

4 4 1 Ag⁺ +1 Ag ⁰

1 4 2H₂O- 4

O₂ ⁰ ₊ 4H⁺

4Ag ⁺ + 2 H₂O 4Ag ⁰ +O₂⁰ + 4H⁺

+ 4NO₃^— + 4NO₃^—

на катоде : Ag⁺, H₂O

на аноде : NO₃^–, H₂O

m_р-ра = 1000г

m=10,8

_{ίm= 10,8}

4Ag NO₃ + 2H₂O = 4Ag ↓ + O₂↑ + 4HNO₃ (1)

раствор М=108г/моль

М=170г/моль

4 моль 4моль

2)

(Ag) =

3)

(AgNO₃) = (Ag) = 0,1моль

4)

(AgNO₃) =

5)

= (AgNO₃) – (AgNO₃) = 0,3моль – 0,1моль = 0,2моль

Значит после реакции (1) в растворе остается 0,2моль AgNO₃

6) Избыток AgNO₃ в растворе выступит в реально с добавленным раствором

CuCl₂.

m_р-ра = 500г

= 13,5%

2AgNO₃ + CuCl₂ = 2AgCl ↓ + Cu(NO₃)₂ (2)

2моль М=135г/моль

1моль

7) По условию, при электролизе оставшегося раствора на аноде выделился газ

V=8,96л (н.у.)

раствор

CuCl₂ = Cu²⁺ +2Cl^–

(H₂O)

1 2 2 Cu²⁺ +2 Cu⁰

1 2 2 Cl^–-2 Cl₂⁰

2Cl^– + Cu²⁺Cl₂ ⁰ +Cu⁰

на катоде : Cu²⁺, H₂O

на аноде : Cl^–, H₂O

ίV = 8.96л

CuCl₂ = Cu↓ + Cl₂↑ (3)

(H2O – раствор) Vm=22,4г/моль М

1 моль

8) Из (2):

(CuCl₂) =

9)

(CuCl₂) =

ÞCuCl₂ – в избытке

10)

(CuCl₂) = (CuCl₂) - (CuCl₂) = 0,5моль – 0,1моль = 0,4моль

11) Из (3):

(Cl₂) =

12)

(CuCl₂) = (Cl₂) = 0,4моль, значит весь CuCl_, оставшийся в растворе после реакции (2), подвергся электролизу.

13) После всех процессов в электролизе останутся Cu(NO₃) – из (2)

(Cu(NO₃)₂) = (AgNO₃) = = 0,1моль

m₂(Cu(NO₃)₂) = 0,1моль - 188г/моль = 18,8г