Меню

Через раствор хлорида натрия пропускали электрический ток до тех пор



Расчет количества электричества, необходимое для электрохимического превращения одного эквивалента вещества

Задача 700.
Сколько времени потребуется для полного разложения 2 молей воды током силой 2 А?
Решение:
Для расчета времени используем уравнение закона Фарадея:

 уравнение Фарадея

Здесь m — масса образовавшегося или подвергшегося превращению вещества; Э — его эквивалентная масса; I — сила тока; t — время; F — постоянная Фарадея (96500 Кл/моль), т.е. количество электричества, необходимое для осуществления электрохимического превращения одного эквивалента вещества.

Решим уравнение закона Фарадея относительно времени и подставим данные задачи (m = M . n = 18 . 2 = 36,
I = 2A, Э = М/2 = 18/2= 9 г/моль):

 уравнение Фарадея

Ответ: 53,61ч.

Задача 701.
Как электролитически получить LiОН из соли лития? Какое количество электричества необходимо для получения 1 т LiОН? Составить схемы электродных процессов.
Решение:
Электролитически гидроксид лития можно получить из соли литя при электролизе её водного раствора. Например, при электролизе раствора соли LiCl. Стандартный электродный потенциал системы Li + + 1 = Li 0 (-3,045 В) значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением газообразного водорода ионы лития будут накапливаться в катодном пространстве:

На аноде будет происходить электрохимическое окисление хлора, стандартный потеннциал которого (+1,36 В) выше, чем воды (+1,23 В). Хлор будет окисляться, потому что наблюдается значительное перенапряжение процесса окисления воды, материал анода оказывает тормозящее воздействие на его протекание:

2Cl — + 2 = 2Cl*; Cl* + Cl* = Cl2↑.

Сложив уравнения катодного и анодного процессов, получим суммарное уравнение:

2H2O + 2Cl — = H2↑ + 2OH — + Cl2↑.
у катода у анода

Таким образом, одновременно с выделением газообразного водорода (катод) и газообразного хлора (анод), образуется гидроксид лития (катодное пространство).

Количество электричества (Q = It) находим по формуле:

 уравнение Фарадея

Здесь Э – эквивалентная масса серебра; F – постоянная Фарадея (96500 Кл/моль), т. е. количество электричества, необходимое для осуществления превращения одного эквивалента вещества; t – время, с; I – сила тока; m – масса выделившегося вещества.

 уравнение Фарадея

Ответ: 4 . 109 Кл.

Задача 702.
Найти объем кислорода (условия нормальные), который выделится при пропускании тока силой 6 А в течение ЗО мин через водный раствор КОН.
Решение:
При вычислении объемов выделившихся газов представим уравнение закона Фарадея в следующей форме:

 уравнение Фарадея

Здесь V — объем выделившегося газа, л; VЭ — его эквивалентный объем, л/моль;
F — число Фарадея (96500 Кл/моль); t – время (для данного процесса равно 30 . 60 = 1800 с). Поскольку при нормальных условиях эквивалентный объем кислорода равен 5,6 л/моль, то получаем:

 уравнение Фарадея

Ответ: 627мл.

Задача 703.
Найти объем водорода (условия нормальные), который выделится при пропускании тока силой в 3 А в течение 1 ч через водный раствор Н2SO4.
Решение:
При вычислении объемов выделившихся газов представим уравнение закона Фарадея в следующей форме:

 уравнение Фарадея

Здесь V — объем выделившегося газа, л; VЭ — его эквивалентный объем, л/моль; F — число Фарадея
(96500 Кл/моль); t – время (для данного процесса равно 60 . 60 = 3600 с). Поскольку при нормальных условиях эквивалентный объем водорода равен 11,2 л/моль, то получаем:

 уравнение Фарадея

Ответ: 1,25л.

  • Вы здесь:
  • Главная
  • Задачи
  • Химия-Глинка
  • Растворимость солей | Задачи 567 — 570

Источник

ЕГЭ по химии 24.07.2020 «В 34 задаче забыла об электролизе воды»

Одна из задач на электролиз (со слов, сдавших экзамен):

Через 376г 30% раствора нитрата меди (II) пропускали постоянный электрический ток до выделения на аноде 8,96л (н.у.) газа. К образовавшемуся раствору прилили 224г 25% раствора гидроксида натрия. Определить массовую долю щелочи в полученном растворе.

Видимые по тексту уравнения реакций: 2Cu(NO3)2 +2H2O = 2Cu + 4HNO3+O2

NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O

Находим массу и количество вещества нитрата меди: 112,8г; 0,6моль.

По первому уравнению реакции находим количество вещества меди и ее массу: 0,6 моль; 38,4г,

а также количество вещества азотной кислоты (вдвое больше, чем нитрата меди): 1,2моль

и количество, объем выделившегося кислорода: 0,3 моль; 6,72л (н.у.)

В условии задачи кислорода выделилось 8,96л, откуда взялся избыток кислорода? 8,96л — 6,72л = 2,24л (0,1моль). Конечно, от электролиза воды из раствора.

Вводим уравнение электролиза воды: 2H2O = 2H2 + O2. Количество вещества воды вдвое больше, чем кислорода — 0,2 моль, её масса — 3,6г. Выделен «косяк», допущенный учащимся в ходе решения задачи.

Далее, расчет массы и количества вещества щелочи NaOH 56г; 1,4моль, ее остаток по количеству кислоты: 1,4моль — 1,2моль = 0,2 моль (m -8г).

Читайте также:  Как рассчитать баланс мощностей в цепи постоянного тока

Считаем массу раствора: m = m(раствора Cu(NO3)2) + m (раствора NaOH) — m(меди) — m(O2) –m(H2O)

Отвечаем на вопрос задачи: w (NaOH) = 8г/ 376г+224г-38,4г-9,6г-3,6г = 8/548,4 = 0,0146(1,5%))

С ошибкой (без учета массы воды): w(NaOH) = 8/552 = 0,0149 (1,5%). Масса воды ничтожна и не влияет на ответ задачи.

Если учащийся допустил по невнимательности эту единственную ошибку, пропустив запись простейшего уравнения, то он должен лишиться одного балла, но не трех или четырех. Экзамен призван проверить знания учащихся. Если оценить знания, проверяемые этой задачей: электролиз +, нахождение массы по доле и обратно+, переходы от массы вещества к количеству и обратно +, знание формул и уравнений по тексту задачи+. Введенное усложнение в условие задачи служит уловкой — средством снижения оценки знания экзаменуемого в экстремальных условиях экзамена. Таких «сюрпризов» на экзамене не должно быть.

Источник

Задание _Химия_24.02.2021

Задание по химии от 24 февраля

Задание по сетевому профильному курсу химии для 11 классов

Здравствуйте, уважаемые учащиеся.

Мы продолжаем занятия по подготовке к ЕГЭ. Занятия будут проходить в дистанционном режиме.

Занятия проводит учитель химии МАОУ «СОШ № 7» Маклакова Татьяна Сергеевна.

Задания еженедельно будут выставлены на сайте школы № 7:

http://kolpschool7.tom.ru/AlexsandrovaIG/?page_id=9888. Дистанционное обучение -Муниципальные сетевые профили, выбираете предмет и класс, открываете задание и выполняете его.

Если возникнут вопросы, отправляйте на электронную почту учителя

  1. Продолжаем разбор расчетных задач № 34, где необходимо написать уравнение электролиза.

Задача 1. Электролиз 640 г 15 % раствора сульфата меди (II) остановили после того, когда, масса раствора уменьшилась на 32 г. К образовавшемуся раствору добавили 400 г 20%-ого раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щелочи в полученном растворе.

Решение.

  • Запишем уравнение электролиза водного раствора сульфата меди (II):
  • Уменьшение массы раствора произошло за счет выделения меди на катоде и кислорода на аноде.

Проверим, остался ли в растворе сульфат меди (II) после окончания электролиза(когда CuSO4 полностьюпрореагирует, начнется электролиз воды).

  • Найдем массу и количество вещества исходного сульфата меди (II):

Если весь CuSO4 будет израсходован, то согласно уравнению электролиза масса образовавшейся меди составит 0,6моль∙64 г/моль = 38,4 г, что уже превосходит сумму масс меди и кислорода (32 г), выделившихся из раствора. Следовательно, после электролиза в растворе остался CuSO4.

  • Добавленный гидроксид натрия реагирует с оставшимся CuSO4 и образовавшейся серной кислотой:
  • Найдем количество вещества сульфата меди (II), подвергшегося электролизу:
  • Найдем количество вещества сульфата меди (II), оставшегося в растворе:
  • Найдем количество вещества образовавшейся серной кислоты:
  • Определим массу и количество вещества исходного раствора гидроксида натрия:
  • Определим количество вещества и массу гидроксида натрия, оставшегося в растворе:
  • Найдем массу образовавшегося раствора и массовую долю гидроксида натрия в нем:

Ответ: ω(NaOH) = 3,24%.

Задача 2. При проведении электролиза 360 г 18,75 % раствора хлорида меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 4,48 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 22,2 г. Вычислите массу 20 %-ного раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.

Решение.

  • Запишем уравнение электролиза водного раствора хлорида меди (II):
  • Найдем массу и количество вещества исходного хлорида меди (II):
  • Найдем количество вещества выделившегося на аноде хлора:
  • Найдем количество вещества и массу CuCl2, оставшегося, в растворе:
  • Найдем массу конечного раствора:
  • Найдем массу и количество вещества хлорида меди (II) в отобранной порции:
  • Найдем массу раствора гидроксида натрия, необходимого для осаждения Cu 2+ :

Задача 3.При проведении электролиза 340 г 20 %-ного раствора нитрата серебра (I) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1,12 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 79,44 г. Вычислите массу 10 %-ного раствора хлорида натрия, необходимого для полного осаждения ионов серебра из отобранной порции раствора.

Решение.

  • Запишем уравнение электролиза водного раствора нитрата серебра (I):
  • Найдем массу и количество вещества исходного нитрата серебра (I):
  • Найдем количество вещества выделившегося на аноде кислорода:
  • Найдем количество вещества и массу AgNO3, оставшегося в растворе:
  • Найдем массу конечного раствора:
  • Найдем массу и количество вещества нитрата серебра (I) в отобранной порции:
  1. Задание 30. Оно направлено на проверку умения определять степень окисления химических элементов, окислитель и восстановитель; прогнозировать продукты ОВР, в том числе с учетом характера среды; составлять окислительно- восстановительное уравнение реакции, а также электронный баланс и на его основе расставлять коэффициенты в уравнении реакции.
Читайте также:  Таблица выбора шин по току пуэ

Для успешного выполнения задания нужно знать:

  • правила определения степени окисления;
  • важнейшие окислители и восстановители;
  • окислительно-восстановительную двойственность некоторых элементов;
  • типы ОВР: межмолекулярная, внутримолекулярная, реакция диспропорционирования.

Время выполнения 10-15 минут, уровень сложности – высокий, оценивание – 2 балла.

Источник

Разбор заданий №34 ЕГЭ по химии
презентация к уроку по химии (11 класс)

Бланк Раиса Николаевна

Здесь вы можете найти алгоритм решения задач и условия нескольки задач для самостоятельного прорешивания.

Скачать:

Вложение Размер
Разбор заданий №34 ЕГЭ по химии 198.29 КБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Разбор заданий №34 ЕГЭ по химии Автор Бланк Раиса Николаевна, учитель химии МАОУ СОШ №31

Типы задач, встречающиеся в задании №34 1 . Вычисление массовой доли реагентов в исходном растворе или смеси веществ 2 . Вычисление массовой доли продуктов в полученном после цепочки реакций растворе (реакции могут быть разные: как обменные, так и окислительно-восстановительные) 3 . Задача, в которой требуется составить материальный баланс (чаще всего там встречаются реакции на электролиз и вытеснение металлов из растворов солей (так называемые задачи «на пластинку»)) 4. Задача на растворимость 5 . Задачи на атомистику 2

По факту, для решения этих задач достаточно уметь пользоваться лишь четырьмя формулами: нахождение количества вещества, плотности, массовой доли и выхода реакции. Самое сложное — это понять логику задачи, построить верный ход решения и только потом применить нужные формулы. 3

Оценивание задания №34 За полностью верное решение задачи можно получить 4 первичных балла. Правильный и полный ответ должен содержать следующие элементы, каждый из которых оценивается в 1 первичный балл: правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания; правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания; продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты; в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина. 4

Задачи на атомистику Смесь оксида кальция и карбоната кальция с массовой долей атомов кальция 62,5% растворили в 300 г раствора соляной кислоты. При этом наблюдалось выделение газа, и масса полученного раствора составила 361,6 г. Выделившийся в результате реакции газ пропустили через 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в конечном растворе. 5

Решение: Пишем уравнения реакции: CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ↑ СО 2 + NaOH = NaHCO 3 1. n ( CaO )= X моль , тогда n ( CaCO 3 ) = У моль . 2 . тогда количества вещества атомов кальция в оксиде кальция тоже равно n ( Ca ) =Х моль , а в карбонате кальция – n ( Ca ) = У моль . 3 . Общее количество вещества атомов кальция рано n ( Ca ) =(Х + У) моль m (Ca)= n(Ca) *M(Ca) = 40 *(X + Y) г 4. m ( CaO ) = 56 X г m ( CaCO 3 ) = 100 Y г m( смеси) = 56Х + 100У г 6

5. m(Ca)/m( смеси ) = w(Ca) 40(Х+У) /56Х + 100У = 0,625 40 (Х +У) = 0,625 (56Х + 100У) 40Х + 40У = 35 Х + 62,5У 40Х – 35Х = 62,5У – 40У 5Х = 22,5У Х = 4,5У 6. n(CO 2 )= n(CaCO 3 ) = Y моль ; m(CO 2 ) = 44Y г . 7. m (раствора)= m ( CaO )+ m ( CaCO 3 )+ m ( HCl ) — m ( CO 2 ) 361,6 = 56Х + 100У + 300 – 44У 361,6 – 300 = 56Х + 56У 61,6 = 56(Х+У) 7

Составляем систему уравнений: Х+У =1,1 Х= 4,5У, решаем систему уравнений 4,5У + У = 1,1 5,5У= 1,1 У = 0,2 моль, Х = 1,1 – 0,2 = 0,9 моль n ( CO 2 ) = 0,2 моль, m ( CO 2 )= 0,2моль *44г/моль=8,8г 8. Находим количество гидроксида натрия n ( NaOH )= 80г*0,1/40г/моль = 0,2 моль n (СО 2 ) = 0,2 моль, так как количество гидроксида натрия и углекислого газа одинаковое, то образуется кислая соль гидрокарбонат натрия. n(NaHCO 3 ) = n(CO 2 ) = 0,2 моль m ( NaHCO 3 ) = 84г/моль *0,2моль = 16,8 г m (раствора NaHCO 3 ) = m ( CO 2 ) + m ( NaOH ) = 8,8г + 80г = 88,8 г w ( NaHCO 3 ) = m ( NaHCO 3 )/ m (раствора NaHCO 3 ) * 100% = 16,8 г /88,8 г *100% = 18,92% 8

Задачи для самостоятельного решения: Смесь меди и оксида меди (II), в которой массовая доля атомов меди составляет 96%, растворили в 472 г концентрированной серной кислоты, взятой в избытке. При этом наблюдалось выделение газа. Минимальная масса 10%-го раствора NaOH , который может прореагировать с выделившимся газом, равна 200 г. Определите массовую долю соли в растворе, образовавшемся после добавления серной кислоты к исходной смеси веществ. 9

Задачи для самостоятельного решения: 2. Смесь железной окалины и оксида железа(III), в которой число атомов железа относится к числу атомов кислорода как 7:10, поместили в 500 г раствора концентрированной азотной кислоты. При этом исходная смесь прореагировала полностью и наблюдалось выделение газа. Для полного поглощения выделившегося газа потребовалось 20 г 20 %- ного раствора гидроксида натрия. Определите массу соли, которая образовалась после растворения исходной смеси в кислоте. 10

Задачи для самостоятельного решения: 3. Смесь цинка и карбоната цинка, в которой количество атомов цинка относится к количеству атомов кислорода, как 5 к 6, полностью растворили в 500 г разбавленного раствора серной кислоты. При этом все исходные вещества прореагировали полностью и выделилось 22,4 л смеси газов (н.у.). К полученному раствору добавили 500 г 40%-го раствора гидроксида натрия. Определить массовую долю сульфата натрия в конечном растворе. 11

Задача, в которой требуется составить материальный баланс 2. Твердую смесь нитрата бария и сульфата меди ( II) общей массой 12.63 г добавили к 40 г воды. При этом в растворе не осталось ни ионов бария, ни сульфат ионов. Через полученный раствор пропускали постоянный электрический ток до тех пор, пока на аноде не выделилось 0,84 л(н.у.) газа, после чего в раствор добавили 50,4 г 10%-ного раствора гидроксида калия. Определите массовые доли веществ в конечном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления. 12

Решение задачи: Составляем уравнения реакции: Ba (NO 3 ) 2 + CuSO 4 = BaSO 4 + Cu(NO 3 ) 2 (1) 2Cu(NO 3 ) 2 + 2H 2 O = 2Cu↓ + 4HNO 3 + O 2 ↑ (2) 2H 2 O = 2H 2 ↑ + O 2 ↑ (3) HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O (4) Решаем по уравнению (1): n (( Ba ( NO 3 ) 2 )= X моль, тогда m (( Ba ( NO 3 ) 2 ) = 261х г n ( CuSO 4 )= n (( Ba ( NO 3 ) 2 ) = Х моль, тогда m ( CuSO 4 ) = 160Х г 261Х + 160Х = 12,63г 421Х = 12,63 Х = 0,03 моль n(( Ba (NO 3 ) 2 )= 0,03 моль и n(CuSO 4 )= 0,03 моль n ( BaSO 4 ) = n ( Ba ( NO 3 ) 2 ) = 0,03 моль, тогда m ( BaSO 4 ) = 0,03 моль * 233г/моль = 6,99 г n(Cu(NO 3 ) 2 ) = n (CuSO 4 )= 0,03 моль 13

По уравнению (2): n ( Cu ) = n ( Cu ( NO 3 ) 2 ) = 0,03 моль, m ( Cu ) = 0,03 моль * 64 г/моль = 1,92 г n ( O 2 ) 2 = 1/2 n ( Cu ( NO 3 ) 2 ) = ½ * 0,03 моль = 0, 015 моль, m ( O 2 ) = 0,015 моль * 32 г/моль = 0,48 г n(HNO 3 ) = 2n(Cu(NO 3 ) 2 ) = 2*0,03 моль = 0,06 моль По уравнению (3): n ( O 2 ) общее = 0,84л/22,4 л/моль = 0,0375 моль n ( O 2 ) 3 = n ( O 2 ) общее — n ( O 2 ) 2 = 0,0375 моль – 0,015 моль = 0,0225 моль m ( O 2 ) 3 = 0,0225моль * 32 г/моль = 0,72 г n ( H 2 ) = 2 n ( O 2 ) 3 = 2*0,0225моль = 0,045 моль m ( H 2 ) = 0,045 * 2 = 0,09г 14

По уравнению (4): n ( KOH ) = w * m (раствора КОН)/М(КОН) = 0,1*50,4г/56г/ моль= 0,09 моль n ( KOH ) прореагирует = n ( HNO 3 )= 0,06 моль n ( KOH ) останется = 0,09 – 0,06 = 0,03 моль m ( KOH ) останется = 0,03 * 56г/моль = 1,68г n ( KNO 3 ) = n ( KOH ) = 0,06 моль, m ( KNO 3 ) = 0,06 * 101г/моль = 6,06г m (раствора) = m (смеси( Ba ( NO 3 ) 2 + CuSO 4 ) + m ( H 2 O ) – m ( BaSO 4 ) – m ( Cu ) – m ( O 2 ) 2 – m ( H 2 ) 2 – m ( O 2 ) 3 + m р-ра (КОН) = 12,63г + 40г – 6,99г – 1,92 г – 0,48г – 0,09г – 0,72г + 50,4г = 92,83г w ( KNO 3 ) = 6,06г/92,83г *100% = 6,53% w ( KOH ) = 1,68г/92,83г * 100% = 1,81% w(H 2 O) = 100% — 6 ,53% — 1,81% = 91,66% 15

Задачи для самостоятельного решения: 1. Фосфид магния массой 2,68 г растворили в 54,75г 10% — ного раствора соляной кислоты. К полученному раствору добавили 10,6%-ный раствор, полученный растворением 40,04 г кристаллической соды (Na2CO3 * 10 H2O) в воде. Определите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе. 16

Задачи для самостоятельного решения: 2 . В 15%-ном растворе серной кислоты массой 300г растворили карбид алюминия. Выделившийся при этом метан занял объем 2,24 л (н.у.). Рассчитайте массовую долю серной кислоты в полученном растворе. 17

Задачи для самостоятельного решения: 3. После выдерживания медной пластинки массой 14,72 г в растворе нитрата серебра масса пластинки составила 19,28г. Определите объем раствора 62%-ной азотной кислоты (плотность 1,384 г/мл), который необходим для растворения пластинки. 18

Источник