Дано:
Масса 50%-ного раствора хлората цинка = 125 г
Масса выделенного металла (Zn) на катоде = 12,8 г
Найти:
1. Объемы газов (н.у.), выделившихся на электродах
2. Процентное содержание кислоты в растворе после электролиза
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем количество вещества цинка, выделившегося на катоде:
М(Zn) = 65,4 г/моль
n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 12,8 г / 65,4 г/моль ≈ 0,196 моль
2. Найдем количество электричества, протекшее через электролит:
По уравнению реакции: ZnCl₂ → Zn + Cl₂
2F моля зарядит 1 эквивалент вещества
Q = n * z * F = 0,196 моль * 2 * 96500 Кл/моль ≈ 37,7 Кл
3. Рассчитаем объем выделившегося газа по закону Фаредея:
V = Q / F = 37,7 Кл / 96500 Кл/моль ≈ 0,00039 м³ = 0,39 дм³
Так как выпадает половина моля газа, то объем выделившегося газа (Cl₂) ≈ 0,195 дм³
4. Определим процентное содержание кислоты в растворе после электролиза:
Исходно в 50%-ном растворе массовая доля кислоты равна 50%
После выделения металла концентрация кислоты не изменится, так как только металл выделяется на катоде.
Ответ:
Объем выделившихся газов:
- Объем кислорода (O₂) ≈ 0,195 дм³
- Объем хлора (Cl₂) ≈ 0,195 дм³
Процентное содержание кислоты в растворе после электролиза ≈ 50%