M - молярная масса = Mr(Mr - молекулярная масса, ее узнаем из периодической системы) [г/моль]
V - объем [л]
Vm - молярный объем = const = 22,4 л/моль - при н.у. Под н.у. понимают:
p = 1 атм, или 101,325 кПа, или 760 мм. рт. ст.
T = 273 К = 0°
Если в задаче указаны давление или температура, то нельзя использовать значение 22,4 л/моль - нужно воспользоваться уравнением Менделеева - Клапейрона.
Na - число Авогадро = const = 6 * 10²³ частиц
N - число частиц
m - масса [г]
Теперь сами формулы:
m = n*M - вычисление массы вещества (1)
V = n*Vm - вычисление объема (2)
N = n*Na - вычисление количества частиц (3)
Теперь, заметим, что во всех этих формулах присутствует буква n, тогда будет справедливо вот такое равенство:
(4)
То есть, если известны: или масса вещества(и его формула конечно), или объем газа, или число частиц вещества, то мы всегда сможем узнать количество вещества.
Воду, массой 1,8 г подвергли электролизу. Рассчитайте объем выделившегося кислорода(н.у.).
Пишем уравнение:
2H₂O = 2H₂ + O₂( я надеюсь, что с уравнениями проблем нет, иначе - пиши в ЛС, будем разбираться).
Найдем количество вещества воды, из формулы (4):
n = m/M = 1,8г / 18 г/моль = 0,1 моль (Как рассчитывал М уже не говорю, рассчитывая на то, что ты понял как это делать:D)
Смотрим на уравнение реакции теперь.
По уравнению разлагается 2 моль воды( коэффициент перед водой = 2) образуется 1 моль кислорода. Пусть из 0,1 моль воды образуется ξ моль кислорода. Составим вот такую пропорцию:
2 моль(H₂O) = 1 моль(O₂)
0,1 моль (H₂O) = ξ моль(O₂)
Решая, находим, что:
ξ = 0.05 моль
Теперь рассчитываем объем кислорода.
V = Vm*n = 22,4 л/моль*0,05 моль = 1,12 л
Теперь с примесями, что, да как.
Примеси - это вещества, обычно не участвующие в реакции, но составляющие компоненты массы вещества, в реакции участвующего. Обычно массовая доля примесей 15 - 20%.
Теперь, введем обозначения:
ω(прим.) - массовая доля примесей
m(ч.в.) - масса вещества без примесей
m(прим.) - масса примесей
m(техн.) - масса вещества с примесями.
Теперь, вспомнив определение массовой доли, запишем формулку:
ω(прим.) = m(прим.)/m(техн.) * 100% (5)
ω(ч.в.) = m(ч.в.)/m(техн.) (6)
Отсюда ясно видно:
m(прим.) = ω(прим.)*m(техн.) (7)
m(ч.в.) = ω(ч.в.)*m(техн.)
Ну а теперь включим логику, и выведем еще одну важную формулу:
m(ч.в.) + m(прим.) = m(техн) (8)
Пример 1:
Рассчитайте массовую долю примесей в техническом образце карбида кальция, если 1 ц. технического карбида кальция , содержит 64 кг чистого карбида кальция.
Масса хлорида натрия равна m = 500⋅0,2 = 100 г. Согласно формуле (6.4.1) имеем:
V (H2) = QVэ (H2) / 96 500,
отсюда
Q = V(H2)⋅96500 / Vэ(H2) = 1,12⋅96 500 / 11,2 = 9650 Кл.
m(NaCl) = 9650⋅58,5 / 96 500 = 5,85 г; m(NaOH) = 40⋅9650 / 96 500 = 4,0 г.
Оставшаяся масса хлорида натрия равна
100,0 – 5,85 = 94,15 г; m(H2O) = 9⋅9650 / 96 500 = 0,9 г.
П р и м е р 131 При электролизе водного раствора нитрата никеля(II) (ω = 50 %) массой 91,50 г на катоде выделился
никель массой 14,75 г. Определите содержание азотной кислоты в растворе (ω, %) после электролиза и объем газа, выделив-
шегося на аноде.
Решение Уравнение электролиза водного раствора нитрата никеля(II)
Ni(NO 3 ) 2 + 2H 2 O электролиз → Ni + 2HNO 3 + O 2 ↑ + H 2 ↑
M(Ni) = 59 г/моль; М(HNO3) = 63 г/моль.
Количество никеля, выделенного на катоде равно 14,75/59 = 0,25 моль. Следовательно, по реакции образуется 0,5 моль
HNO3 или 0,5⋅63 = 31,5 г. Количество кислорода составит 0,25 моль 0,25⋅22,4 = 5,6 дм3 или 8,0 г. Такой же объем водорода
выделяется на катоде, т.е. 5,6 дм3 или 0,5 г. Масса раствора составит 91,50 – 14,75 – 8,50 = 68,25 г.
Откуда ω(HNO3) = 31,50⋅100/68,25 = 46,5 %.
Задачи
614 В какой последовательности будут восстанавливаться катионы при электролизе водного раствора, содержащего
ионы Cr3+, Pb2+, Hg2+, Mn2+, если молярная концентрация соответствующих им солей одинакова, а напряжение на катодах
достаточно для восстановления каждого из них?
615 Напишите уравнения реакций катодного и анодного процессов, протекающих на графитовых электродах при элек-
тролизе водных растворов:
а) нитрата свинца(II); б) серной кислоты.
616 В каких случаях при электролизе водных растворов солей:
а) на катоде выделяется водород;
б) на аноде выделяется кислород;
в) состав электролита не изменяется?
617 При электролизе водных растворов каких солей на катоде происходит:
а) восстановление только катионов металлов;
б) одновременное восстановление катионов металла и воды;
в) восстановление только воды?
618 Вычислите массу водорода и кислорода, образующихся при прохождении тока силой 3 А в течение 1 ч через рас-
твор NaNO3.
619 Определите массу выделившегося железа при прохождении тока силой 1,5 А в течение 1 ч через растворы сульфата
железа(II) и хлорида железа(III) (электроды инертные).
620 При прохождении через раствор электролита тока силой 0,5 А за 1 ч выделяется 0,55 г металла. Определите экви-
валентную массу металла.
621 Напишите электронные уравнения реакций, протекающих на электродах при электролизе растворов:
а) CuSO4 с медным анодом; б) NiSO4 с никелиевым анодом;
в) AgNO3 с серебряным анодом.
622 В течение какого времени необходимо пропускать ток силой 1 А при электролизе водного раствора сульфата хро-
ма(III), чтобы масса катода возросла на 10 г? Какой объем (н.у.) кислорода выделился на аноде?
623 Электролиз водного раствора хлорида никеля(II), содержащего соль массой 129,7 г проводили при токе силой 5 А в
течение 5,36 ч. Сколько хлорида никеля(II) осталось в растворе и какой объем хлора (н.у.) выделился на аноде?
624 При электролизе водного раствора нитрата серебра в течение 50 мин при токе силой 3А на катоде выделилось се-
ребро массой 9,6 г. Определите выход по току (η, %).
625 При электролизе водного раствора нитрата никеля(II) (ω = 50 %) массой 113,30 г на катоде выделился металл мас-
сой 14,75 г. Определите объем газа (н.у.), выделившегося на аноде и массу оставшегося нитрата никеля(II) после электроли-
за.
626 После электролиза водного раствора хлорида натрия получили раствор, в котором содержится NaOH массой 20 г.
Газ, выделившийся на аноде, полностью прореагировал с раствором иодида калия массой 332 г. Определите содержание ио-
дида калия (ω, %) в растворе.
627 При электролизе водного раствора хлорида калия на катоде выделился водород объемом 13,44 дм3 (н.у.). Газ, выде-
лившийся на аноде, полностью окислил раскаленную медную проволоку массой 38,4 г. Определите мольную массу меди.
628 Электролиз водного раствора сульфата калия проводили при токе силой 5 А в течение 3 ч. Составьте электронные
уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.),
выделившихся на катоде и аноде?
Маловато предлагаешь:D вопрос то геморройный)
Сразу напишу формулы, но без их вывода)
n - количество вещества [моль]
M - молярная масса = Mr(Mr - молекулярная масса, ее узнаем из периодической системы) [г/моль]
V - объем [л]
Vm - молярный объем = const = 22,4 л/моль - при н.у. Под н.у. понимают:
p = 1 атм, или 101,325 кПа, или 760 мм. рт. ст.
T = 273 К = 0°
Если в задаче указаны давление или температура, то нельзя использовать значение 22,4 л/моль - нужно воспользоваться уравнением Менделеева - Клапейрона.
Na - число Авогадро = const = 6 * 10²³ частиц
N - число частиц
m - масса [г]
Теперь сами формулы:
m = n*M - вычисление массы вещества (1)
V = n*Vm - вычисление объема (2)
N = n*Na - вычисление количества частиц (3)
Теперь, заметим, что во всех этих формулах присутствует буква n, тогда будет справедливо вот такое равенство:
(4)
То есть, если известны: или масса вещества(и его формула конечно), или объем газа, или число частиц вещества, то мы всегда сможем узнать количество вещества.
Пример 1.
Рассчитайте массу 5 моль нитрата калия.
n = 5 моль
Пишем формулу для нахождения массы (1):
m = n*M
M(KNO₃) = 1*Ar(K) + 1*Ar(N) + 3*Ar(O) = 39 + 14 + 3*16 = 101 г/моль
Рассчитываем массу:
m = n*M = 5 моль*101 г/моль = 505 г
Пример 2.
Воду, массой 1,8 г подвергли электролизу. Рассчитайте объем выделившегося кислорода(н.у.).
Пишем уравнение:
2H₂O = 2H₂ + O₂( я надеюсь, что с уравнениями проблем нет, иначе - пиши в ЛС, будем разбираться).
Найдем количество вещества воды, из формулы (4):
n = m/M = 1,8г / 18 г/моль = 0,1 моль (Как рассчитывал М уже не говорю, рассчитывая на то, что ты понял как это делать:D)
Смотрим на уравнение реакции теперь.
По уравнению разлагается 2 моль воды( коэффициент перед водой = 2) образуется 1 моль кислорода. Пусть из 0,1 моль воды образуется ξ моль кислорода. Составим вот такую пропорцию:
2 моль(H₂O) = 1 моль(O₂)
0,1 моль (H₂O) = ξ моль(O₂)
Решая, находим, что:
ξ = 0.05 моль
Теперь рассчитываем объем кислорода.
V = Vm*n = 22,4 л/моль*0,05 моль = 1,12 л
Теперь с примесями, что, да как.
Примеси - это вещества, обычно не участвующие в реакции, но составляющие компоненты массы вещества, в реакции участвующего. Обычно массовая доля примесей 15 - 20%.
Теперь, введем обозначения:
ω(прим.) - массовая доля примесей
m(ч.в.) - масса вещества без примесей
m(прим.) - масса примесей
m(техн.) - масса вещества с примесями.
Теперь, вспомнив определение массовой доли, запишем формулку:
ω(прим.) = m(прим.)/m(техн.) * 100% (5)
ω(ч.в.) = m(ч.в.)/m(техн.) (6)
Отсюда ясно видно:
m(прим.) = ω(прим.)*m(техн.) (7)
m(ч.в.) = ω(ч.в.)*m(техн.)
Ну а теперь включим логику, и выведем еще одну важную формулу:
m(ч.в.) + m(прим.) = m(техн) (8)
Пример 1:
Рассчитайте массовую долю примесей в техническом образце карбида кальция, если 1 ц. технического карбида кальция , содержит 64 кг чистого карбида кальция.
Во - первых, 1 ц = 100кг
Теперь, рассчитаем массу примесей, воспользовавшись формулой (8):
m(прим) = 100кг - 64кг = 36кг
Теперь рассчитаем массовую долю примесей:
ω(прим.) = 36кг/100кг = 0,36 или 36%
Пример 2.
Какой объем ацетилена(н.у.) выделится при обработке карбида кальция массой 100г, если массовая доля примесей 36%
Во-первых, запишем таки уравнение реакции:
CaC₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + C₂H₂ - думаю ацетилен найдешь:D
Теперь, 36% примесей не будут реагировать, поэтому от них надо избавиться. Почему? А без них жить проще.
Рассчитаем сколько %(ω) чистого карбида кальция содержится в 100 граммах.
ω(ч.в.) = 100% - ω(прим.) = 100% - 36% = 64%
Теперь, рассчитаем массу чистого карбида кальция:
m(ч.в.) = ω(ч.в.)*m(техн.) = 0,64*100г = 64г
Рассчитаем количество вещества карбида кальция:
n =m/M = 64г/64г/моль = 1 моль
По уравнению реакции:
n(CaC₂):n(C₂H₂) = 1:1 ⇒ n(C₂H₂) = n(CaC₂) = 1 моль
Рассчитаем объем:
V = Vm*n = 1 моль*22,4 л/моль = 22,4 л
ответ: ...
Удачи:D Если что-то непонятно ил хочешь попрактиковаться, пиши в ЛС, скину пару - тройку задач:D