Вопрос школьника
При электролизе водного раствора хлорида калия образовалось 112 кг гидроксида калия. Какие газы выделились и каков их объем (н.у.)?
Ответ от учителя
При электролизе водного раствора хлорида калия на катоде выделяется водород, а на аноде — хлор.
Уравнения реакций:
Катод: 2H+ + 2e- → H2↑
Анод: 2Cl- → Cl2↑ + 2e-
Таким образом, при электролизе водного раствора хлорида калия выделились водород и хлор.
Для расчета объема выделившихся газов в нормальных условиях (н.у.) необходимо знать их количество в молях.
Масса гидроксида калия, образовавшегося при электролизе, равна 112 кг.
Молярная масса KOH = 56 г/моль.
Количество вещества KOH:
n(KOH) = m(KOH) / M(KOH) = 112000 г / 56 г/моль = 2000 моль
Так как при электролизе на катоде и аноде образуется одинаковое количество электронов, то количество вещества водорода и хлора будет равным:
n(H2) = n(Cl2) = 1/2 * n(KOH) = 1000 моль
Объем водорода и хлора в нормальных условиях можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:
V = n * Vm
где Vm — молярный объем газа при н.у. (22,4 л/моль).
Объем водорода и хлора:
V(H2) = n(H2) * Vm = 1000 моль * 22,4 л/моль = 22 400 л
V(Cl2) = n(Cl2) * Vm = 1000 моль * 22,4 л/моль = 22 400 л
Таким образом, при электролизе водного раствора хлорида калия выделилось 22 400 л водорода и 22 400 л хлора в нормальных условиях.
