Дано:
1. Масса 20%-ного раствора хлорида натрия = 292.5 г
2. Уменьшение массы раствора при проведении электролиза = 80 г
3. Масса цинка, добавленного к образовавшемуся раствору = 13 г
Найти:
1. Массовую долю воды в полученном растворе
2. Массу газов, выделившихся на аноде
Решение:
1. Рассмотрим реакцию, происходящую на катоде и аноде:
На катоде: 2H₂O(l) + 2e⁻ -> H₂(g) + 2OH⁻(aq)
На аноде: 2Cl⁻(aq) -> Cl₂(g) + 2e⁻
2. Вычислим количество моль газов, выделившихся на аноде:
Моль газов = уменьшение массы / молярная масса воздуха
Моль газов = 80 г / 32 г/моль = 2.5 моль
3. Так как в реакции образования хлора из хлорида натрия участвует 2 моль Cl⁻ на 1 моль Cl₂, то количество моль Cl₂ равно 2.5 моль:
Моль Cl₂ = 2.5 моль
4. Найдем массу воды в полученном растворе:
М(H₂O) = количество моль * молярная масса воды = 2.5 моль * 18 г/моль = 45 г
Массовая доля воды:
w(H₂O) = масса воды / общая масса раствора * 100% = 45 г / (292.5 г - 80 г + 13 г) * 100% ≈ 73.4%
5. Найдем массу газов, выделившихся на аноде:
М(Cl₂) = количество моль * молярная масса хлора = 2.5 моль * 71 г/моль = 177.5 г
Масса газов = 177.5 г
Ответ:
1. Массовая доля воды в полученном растворе составляет примерно 73.4%.
2. Масса газов, выделившихся на аноде, составляет около 177.5 г.