Дано:
Масса расплава NaCl = 27 г
Объем газообразного хлора (Cl2) = 5,0 л (н.у.)
Найти:
Массовую долю примесей в исходной соли.
Решение:
1. Найдем количество моль хлора (Cl2), полученного при электролизе.
При нормальных условиях (н.у.) объем 1 моль газа составляет 22,4 л. Таким образом, количество моль хлора можно найти следующим образом:
Количество моль Cl2 = объем Cl2 / объем 1 моль газа
Количество моль Cl2 = 5,0 л / 22,4 л/моль ≈ 0,223 моль
2. Определим массу полученного хлора (Cl2).
Молекулярная масса Cl2 = 2 × масса Cl = 2 × 35,5 г/моль = 71 г/моль
Масса Cl2 = количество моль Cl2 × молекулярная масса Cl2
Масса Cl2 = 0,223 моль × 71 г/моль ≈ 15,83 г
3. Найдем массу NaCl, которая была разложена.
Из уравнения реакции электролиза NaCl:
2 NaCl (расплав) → 2 Na + Cl2
Из уравнения видно, что 2 моль NaCl дают 1 моль Cl2. Следовательно, масса NaCl, которая дала 15,83 г Cl2, рассчитывается так:
Масса NaCl = масса Cl2 × (молекулярная масса NaCl / молекулярная масса Cl2)
Молекулярная масса NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 г/моль
Масса NaCl = 15,83 г × (58,5 г/моль / 71 г/моль) ≈ 13,3 г
4. Определим массу примесей в исходной соли.
Масса примесей = масса исходного расплава NaCl - масса NaCl, которая разложилась
Масса примесей = 27 г - 13,3 г = 13,7 г
5. Найдем массовую долю примесей в исходной соли.
Массовая доля примесей = масса примесей / масса исходного расплава NaCl
Массовая доля примесей = 13,7 г / 27 г ≈ 0,507 ≈ 50,7%
Ответ:
Массовая доля примесей в исходной соли составляет приблизительно 50,7%.