Номер 4, страница 62 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть II. Электролиз расплавов и растворов. Практическое применение электролиза. Глава II. Химические реакции - номер 4, страница 62.

Условие.

4. Найдите объём хлора (н. у.) и массу натрия, полученных электролизом 585 кг хлорида натрия.

Дано:

____________

____________

____________

Решение:

____________

____________

____________

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(NaCl) = 585 \text{ кг}$

$m(NaCl) = 585 \cdot 1000 = 585000 \text{ г}$

Найти:

$V(Cl_2) - ?$
$m(Na) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции электролиза расплава хлорида натрия. Электролиз расплава, а не раствора, так как в результате получают металлический натрий.

$2NaCl \xrightarrow{электролиз} 2Na + Cl_2\uparrow$

2. Рассчитаем молярную массу хлорида натрия ($NaCl$).

$M(NaCl) = M(Na) + M(Cl) = 23 \text{ г/моль} + 35.5 \text{ г/моль} = 58.5 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число молей) в 585 кг хлорида натрия.

$n(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{M(NaCl)} = \frac{585000 \text{ г}}{58.5 \text{ г/моль}} = 10000 \text{ моль}$

4. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества продуктов реакции. Стехиометрические коэффициенты показывают, что из 2 моль $NaCl$ образуется 2 моль $Na$ и 1 моль $Cl_2$.

Соотношение количеств веществ:

$n(NaCl) : n(Na) : n(Cl_2) = 2 : 2 : 1$

Отсюда находим количество вещества натрия:

$n(Na) = n(NaCl) = 10000 \text{ моль}$

И количество вещества хлора:

$n(Cl_2) = \frac{1}{2} n(NaCl) = \frac{1}{2} \cdot 10000 \text{ моль} = 5000 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу полученного натрия ($Na$).

$m(Na) = n(Na) \cdot M(Na) = 10000 \text{ моль} \cdot 23 \text{ г/моль} = 230000 \text{ г}$

Переведем массу в килограммы: $230000 \text{ г} = 230 \text{ кг}$.

6. Рассчитаем объем выделившегося хлора ($Cl_2$) при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) равен 22.4 л/моль.

$V(Cl_2) = n(Cl_2) \cdot V_m = 5000 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 112000 \text{ л}$

Объем можно также выразить в кубических метрах ($1 \text{ м}^3 = 1000 \text{ л}$):

$V(Cl_2) = 112000 \text{ л} = 112 \text{ м}^3$

Ответ: масса полученного натрия составляет $230 \text{ кг}$, а объём выделившегося хлора при нормальных условиях равен $112000 \text{ л}$ (или $112 \text{ м}^3$).