Провели электролиз раствора поваренной соли массой 236 г (массовая доля соли составляет 8,5%). После выделения на аноде 3,42 л


Провели электролиз раствора поваренной соли массой 236 г (массовая доля соли составляет 8,5%). После выделения на аноде 3,42 л газа процесс прекратили. От полученного раствора отобрали пробу массой 38 г и добавили к ней 50 г 7%-го раствора сульфата никеля. Определите массовые доли всех веществ в растворе после отделения осадка.
от

1 Ответ

дано:
m(раствора NaCl) = 236 г ω(NaCl) = 8.5% = 0.085 V(Cl2) = 3.42 л m(пробы) = 38 г m(раствора NiSO4) = 50 г ω(NiSO4) = 7% = 0.07

найти:
массовые доли веществ в растворе после отделения осадка

решение:

Масса NaCl в растворе:
m(NaCl) = 0.085 * 236 г ≈ 20.06 г

Количество вещества NaCl:
M(NaCl) = 58.5 г/моль n(NaCl) = 20.06 г / 58.5 г/моль ≈ 0.343 моль

Электролиз раствора NaCl:
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2

Количество вещества хлора:
n(Cl2) = V(Cl2) / Vm = 3.42 л / 22.4 л/моль ≈ 0.153 моль

Количество вещества NaCl, прореагировавшего:
n(NaCl)реагир = n(Cl2) ≈ 0.153 моль

Количество вещества NaCl, оставшегося в растворе:
n(NaCl)оставш = 0.343 моль - 0.153 моль ≈ 0.19 моль

Масса NaCl, оставшегося в растворе:
m(NaCl)оставш = 0.19 моль * 58.5 г/моль ≈ 11.12 г

Количество вещества NaOH, образовавшегося:
n(NaOH) = n(Cl2) ≈ 0.153 моль

Масса NaOH, образовавшегося:
M(NaOH) = 40 г/моль m(NaOH) = 0.153 моль * 40 г/моль ≈ 6.12 г

Масса воды в исходном растворе:
m(H2O) = 236 г - 20.06 г = 215.94 г

Общая масса раствора после электролиза:
m(раствор) = 215.94 г + 11.12 г + 6.12 г = 233.18 г

Массовые доли веществ в растворе после электролиза:
ω(NaCl) = 11.12 г / 233.18 г ≈ 0.0477 ≈ 4.8% ω(NaOH) = 6.12 г / 233.18 г ≈ 0.0262 ≈ 2.6% ω(H2O) = 215.94 г / 233.18 г ≈ 0.926 ≈ 92.6%

Рассмотрим пробу:
m(пробы) = 38 г ω(NaCl) в пробе ≈ 4.8% ω(NaOH) в пробе ≈ 2.6% ω(H2O) в пробе ≈ 92.6%

m(NaCl) в пробе ≈ 1.82 г m(NaOH) в пробе ≈ 0.99 г m(H2O) в пробе ≈ 35.19 г

Реакция NiSO4 с NaOH:
2NaOH + NiSO4 = Ni(OH)2 + Na2SO4
m(NiSO4) = 0.07 * 50 г = 3.5 г
n(NiSO4) = 3.5 г / 154.7 г/моль ≈ 0.023 моль
n(NaOH) в пробе ≈ 0.99 г / 40 г/моль ≈ 0.025 моль
NaOH в избытке.

Масса осадка Ni(OH)2:
n(Ni(OH)2) = n(NiSO4) ≈ 0.023 моль m(Ni(OH)2) ≈ 0.023 моль * 92.7 г/моль ≈ 2.13 г

Масса Na2SO4:
n(Na2SO4) = n(NiSO4) ≈ 0.023 моль m(Na2SO4) ≈ 0.023 моль * 142 г/моль ≈ 3.27 г

Массовые доли в растворе после добавления NiSO4 и отделения осадка (в пробе):
m(раствор после) ≈ 38 г - 2.13 г = 35.87 г

ω(NaCl) ≈ (1.82 г) / 35.87 г ≈ 0.0508 ≈ 5.1% ω(NaOH) ≈ (0.99 г - 2*3.27 г/142 г * 40 г/моль) / 35.87 г ≈ 0.01 ≈ 1% ω(Na2SO4) ≈ 3.27 г / 35.87 г ≈ 0.091 ≈ 9.1% ω(H2O) ≈ (35.19 г) / 35.87 г ≈ 0.981 ≈ 98.1% (приблизительно, так как не учитывается вода из раствора NiSO4)

Ответ: Приблизительные значения массовых долей в конечном растворе (в пробе): ω(NaCl) ≈ 5.1%, ω(NaOH) ≈ 1%, ω(Na2SO4) ≈ 9.1%, ω(H2O) ≈ 98.1%
от

Похожие вопросы