Все типы задачи 34

39 вопрос · ID 60131

322 г 20%-го раствора сульфата цинка подвергли электролизу. Процесс остановили, когда на аноде выделилось 24,64 л (н.у.) газа, а массовая доля соли понизилась до 6,11%. В раствор,полученный после электролиза, внесли 19,6 г железных опилок. Вычислите массовые доли веществ в конечном растворе.

Неправильно

Показать решение

Следующий вопрос ›

Чтобы увидеть полное решение, скажи, совпал ли твой ответ?

Оцени себя в баллах:

Неправильно

Правильный ответ

Ответ:

[1] 2ZnSO₄ + 2H₂O = 2Zn + O₂ + H₂SO₄ (электролиз)

[2] 2H₂O = 2H₂ + O₂(электролиз)

[3] Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

m_ост.(ZnSO₄) = m_исх(ZnSO₄) – m_{прореаг.}(ZnSO₄) = 64,4 – (161· 0,3) = 16,1 г

m(FeSO₄) = n · M = 0,3 · 152 = 45,6 г

ω(ZnSO₄) = m(ZnSO₄) : m_р-ра · 100% = 16,1 : 279,7 · 100% = 5,76 %

ω(FeSO₄) = m(FeSO₄) : m_р_-_ра · 100% = 45,55 : 279,7 · 100% = 16,3 %

Полное решение

Запишем уравнения реакций

[1] 2ZnSO₄ + 2H₂O = 2Zn + O₂ + H₂SO₄ (электролиз)

[2] 2H₂O = 2H₂ + O₂(электролиз)

[3] Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

Вычислим количества исходных веществ

m(ZnSO₄) = m(р-ра) · ω(ZnSO₄) = 322 · 0,2 = 64,4 г

n_общ.(O₂) = V : V_А= 24,64 : 22,4 = 1,1 моль

m_общ.(O₂) = n · M = 1,1 · 32 = 35,2 г

n(Fe) = m : M = 19,6 : 56 = 0,35 моль

Вычислим количества вещества в конечном растворе

Пусть n_{прореаг.}(ZnSO₄) = x моль, тогда n(O₂) = 0,5x

n(H₂) = 2 · (1,1 – 0,5x)

m_ост.(ZnSO₄) = m_исх. – M · x = 64,4 – 161x

m( H₂) = M · n = 2 · (2,2 – x)

m_{р-ра после электролиза}= m_{исх.р-ра}(ZnSO₄) – m(Zn) – m_общ.(O₂) – m(H₂)

m_{р-ра после электролиза}= 322– 65x – 35,2– (4,4 – 2x) = 282,4 – 63x

m_{р-ра после электролиза}= 322 – 65x – 35,2 – (4,4-2x)

m_ост.(ZnSO₄) = ω_{кон.р-ра}(ZnSO₄) · m_{кон.р-ра}

ω_кон.(ZnSO₄) = 0,611 ⟹ 64,4 –161x = 0,611· (282,4 – 63x)

157,16x = 47,15

х = 0,3 моль

n(Fe) = 0,35 > 0,3 ⟹ Fe в избытке

в реакцию вступило 0,3 моль железа

m(Fe)= n · M = 56 · 0,3 = 16,8 г

n(Fe) = n (H₂) = 0,3 моль

m(FeSO₄) = n · M = 0,3 · 152 = 45,6 г

Вычислим массовые доли веществ в конечном растворе

m_ост.(ZnSO₄) = m_исх(ZnSO₄) – m_{прореаг.}(ZnSO₄)

m_ост.(ZnSO₄) = 64,4 – (161· 0,3) = 16,1 г

m_{кон.р-ра}(ZnSO₄) = m_ост.(ZnSO₄) : ω(ZnSO₄) = 16,1 : 0,611 = 263,5 г

m(H₂) = n · M = 0,3 · 2 = 0,6 г

m_{кон.р-ра}= m_{р-ра после электролиза} – m(H₂) + m(Fe)

m_{кон.р-ра}= 263,5 – 0,6 + 16,8 = 279,7 г

ω(ZnSO₄) = m(ZnSO₄) : m_р-ра · 100% = 16,1 : 279,7 · 100% = 5,76 %

ω(FeSO₄) = m(FeSO₄) : m_р_-_ра · 100% = 45,6 : 279,7 · 100% = 16,3 %

Авторизуйся на сайте, чтобы пройти задание

Следующий вопрос