Номер 14, страница 187 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

14. При электролизе 111 г расплавленного хлорида кальция было получено 30 г металла. Определите выход продукта реакции от теоретически возможного в процентах.

Дано:

$m(CaCl_2) = 111 \text{ г}$

$m_{практ}(Ca) = 30 \text{ г}$

Найти:

$\eta(Ca) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции электролиза расплавленного хлорида кальция. При электролизе солей активных металлов в расплаве на катоде восстанавливается металл, а на аноде окисляется анион:

$CaCl_2 \xrightarrow{электролиз} Ca + Cl_2 \uparrow$

2. Рассчитаем молярную массу хлорида кальция ($CaCl_2$). Атомная масса кальция $Ar(Ca) = 40$, атомная масса хлора $Ar(Cl) = 35.5$.

$M(CaCl_2) = Ar(Ca) + 2 \cdot Ar(Cl) = 40 + 2 \cdot 35.5 = 111 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества ($n$) хлорида кальция, которое подверглось электролизу:

$n(CaCl_2) = \frac{m(CaCl_2)}{M(CaCl_2)} = \frac{111 \text{ г}}{111 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции, из 1 моль $CaCl_2$ образуется 1 моль $Ca$. Следовательно, теоретически возможное количество вещества кальция равно количеству вещества хлорида кальция:

$n_{теор}(Ca) = n(CaCl_2) = 1 \text{ моль}$

5. Вычислим теоретически возможную массу кальция ($m_{теор}$), которую можно получить. Молярная масса кальция $M(Ca) = 40 \text{ г/моль}$.

$m_{теор}(Ca) = n_{теор}(Ca) \cdot M(Ca) = 1 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 40 \text{ г}$

6. Теперь можно определить практический выход продукта ($\eta$) как отношение массы практически полученного вещества к массе, которая могла бы быть получена теоретически, выраженное в процентах.

$\eta = \frac{m_{практ}}{m_{теор}} \cdot 100\%$

$\eta(Ca) = \frac{m_{практ}(Ca)}{m_{теор}(Ca)} \cdot 100\% = \frac{30 \text{ г}}{40 \text{ г}} \cdot 100\% = 0.75 \cdot 100\% = 75\%$

Ответ: выход продукта реакции от теоретически возможного составляет 75%.