Вопрос школьника
При электролизе раствора хлорида натрия выделилось 7,2 л водорода (н. у.). Вычислите, сколько по массе и количеству вещества образовалось гидроксида натрия в растворе
Ответ от учителя
При электролизе раствора хлорида натрия происходит разложение воды на водород и кислород, а также окисление ионов хлорида и редукция ионов натрия. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
Из условия задачи известно, что выделилось 7,2 л водорода (н. у.). Для расчета количества вещества водорода воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
V = nRT/P
где V — объем газа, n — количество вещества газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа в Кельвинах, P — давление газа.
При н. у. (нормальных условиях) температура и давление равны 0 °C и 1 атм соответственно. Подставляя известные значения, получаем:
n = PV/RT = (1*7,2)/(0,082*273) = 0,3 моль
Таким образом, количество вещества водорода, выделившегося при электролизе, равно 0,3 моль.
Согласно уравнению реакции, на каждые 2 моли водорода образуется 1 моль гидроксида натрия. Следовательно, количество вещества гидроксида натрия равно:
n(NaOH) = n(H2)/2 = 0,3/2 = 0,15 моль
Для расчета массы гидроксида натрия воспользуемся молярной массой:
m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH) = 0,15 * 40 = 6 г
Таким образом, при электролизе раствора хлорида натрия образовалось 0,15 моль гидроксида натрия или 6 г по массе.
