Перейти к содержанию

Для проведения электролиза с графитовыми электродами использовали 425 г 20%-ного раствора нитрата серебра

Для проведения электролиза с графитовыми электродами использовали 425 г 20%-ного раствора нитрата серебра. Процесс прекратили после того, как концентрация соли в растворе уменьшилась до 12,7 %. К оставшемуся раствору добавили 372,5 г 10%-ного раствора хлорида калия. Определите массовые доли солей в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).


1) Уравнения реакций:

$4AgNO_3 + 2H_2O = 4Ag↓ + O_2↑ + 4HNO_3$ (1)

$AgNO_3 + KCl = KNO_3 + AgCl↓$ (2)

2) Находим количество вещества реагентов:

а) $m(AgNO_3)_{чист.}$ = 0.20 ∙ 425 = 85 г

$M(AgNO_3)$ = 170 г/моль; $n(AgNO_3)$ = 85 / 170 = 0.5 моль

б) $m(KCl)_{чист.}$ = 0.1 ∙ 372.5 = 37.25 г

M(KCl) = 74.5 г/моль; n (KCl) = 37.25 / 74.5 = 0.5 моль

3) Формула для вычисления массовой доли $AgNO_3$ в растворе после электролиза:

$ω_2(AgNO_3) = m(AgNO_3)_{осталось}$ / $(m_{р-ра}(AgNO_3)_{до эл-за – m(Ag) – m(O_2)})$

4) По уравнению (1).

Пусть выделилось x моль $O_2$. тогда:

а) M($O_2$) = 32 г/моль; m($O_2$) = 32x г

б) n(Ag) = 4n($O_2$) = 4x моль

M(Ag) = 108 г/моль; m(Ag) = 4x ∙ 108 г

в) $n(AgNO_3)_{прореаг.} = 4n(O_2)$ = 4x моль

$M(AgNO_3)$ = 170 г/моль; $m(AgNO_3)_{прореаг.}$ = 4x ∙ 170 г

г) (85 – 4x ∙ 170)/(425 – 4x ∙ 108 – 32x) = 0.127

x ≈ 0.05 моль

д) m($O_2$) = 0.05 ∙ 32 = 1.6 г

m(Ag) = 0.05 ∙ 4 ∙ 108 = 21.6 г

$m(AgNO_3)_{прореаг.}$ = 0.05 ∙ 4 ∙ 170 = 34 г

$m(AgNO_3)_{ост.}$ = 85 – 34 = 51 г; $n(AgNO_3)_{ост.}$ = 51 / 170 = 0.3 моль

5) По уравнению (2):

а) имеется — 0.5 моль KCl

прореагирует — 0.3 моль KCl

останется — (0.5 – 0.3) = 0.2 моль KCl

$m(KCl)_{ост.}$ = 0.2 ∙ 74.5 = 14.9 г

б) n(AgCl) = n($AgNO_3$) = 0.3 моль

M(AgCl) = 143.5 г/моль; m(AgCl) = 0.3 ∙ 143.5 = 43.05 г

в) n($KNO_3$) = n($AgNO_3$) = 0.3 моль

$M(KNO_3)$ = 101 г/моль; $m(KNO_3)$ = 0.3 ∙ 101 = 30.3 г

6) $m_{р-ра}$ = 425 – 21.6 – 1.6 + 372.5 – 43.05 = 731.25 г

ω(KCl) = 14.9 / 731.25 ≈ 0.0204. или 2.04 %

ω($KNO_3$) = 30.3 / 731.25 ≈ 0.0414. или 4.14 %