Дано:
Масса 8,5%-ного раствора хлората серебра = 400 г
Уменьшение массы раствора = 25 г
Найти:
1. Массовые доли соединений в растворе после окончания электролиза
2. Массы веществ, выделившихся на инертных электродах
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем массу хлората серебра в исходном растворе:
Масса хлората серебра = концентрация * масса раствора / 100% = 8,5% * 400 г = 34 г
2. Найдем массу воды в исходном растворе:
Масса воды = масса раствора - масса хлората серебра = 400 г - 34 г = 366 г
3. Рассчитаем количество вещества хлората серебра в исходном растворе:
М(Аg) = 107,9 г/моль
M(ClO₃) = 35,5 г/моль + 16 + 48 г/моль = 143,5 г/моль
n(ClO₃) = m / M = 34 г / 143,5 г/моль ≈ 0,24 моль
4. Определим количество вещества, соответствующее уменьшению массы раствора:
m(H₂O) = 366 г
n(H₂O) = m / M = 366 г / 18 г/моль ≈ 20,33 моль
n(H₂O) - n(ClO₃) = 20,33 моль - 0,24 моль = 20,09 моль
5. Рассмотрим реакцию разложения хлората серебра на электродах:
На аноде: 2ClO₃⁻ → Cl₂ + 3O₂ + 2e⁻
В результате этой реакции количество моль кислорода, выделившееся на аноде, равно количеству моль электронов, которые протекли через электролит.
Так как 2 моль электронов соответствуют 1 моль O₂, то количество моль электронов также равно 10,05 моль.
6. Рассчитаем массу кислорода, выделившегося при электролизе:
M(O₂) = 32 г/моль
m(O₂) = n(O₂) * M(O₂) = 20,09 моль * 32 г/моль = 642,88 г
7. Рассчитаем массовые доли соединений в растворе после окончания электролиза:
Массовая доля воды = m(H₂O) / (m(H₂O) + m(ClO₃)) * 100% = 366 г / (366 г + 34 г) * 100% ≈ 91%
Массовая доля хлората серебра = m(ClO₃) / (m(H₂O) + m(ClO₃)) * 100% = 34 г / (366 г + 34 г) * 100% ≈ 9%
Ответ:
Массовая доля воды в растворе после окончания электролиза ≈ 91%
Массовая доля хлората серебра в растворе после окончания электролиза ≈ 9%
Масса выделившегося кислорода на инертных электродах ≈ 642,88 г