Вопрос школьника
При электролизе водного раствора хлорида калия получен гидроксид калия массой 22,4 г. Определите массу воды, которая образуется при сгорании водорода, выделившегося в результате электролиза.
Ответ от учителя
При электролизе водного раствора хлорида калия происходит разложение воды на водород и кислород. Реакция выглядит следующим образом:
2H2O → 2H2 + O2
Таким образом, каждые 2 молекулы воды дают 1 молекулу кислорода и 2 молекулы водорода.
Масса гидроксида калия, полученного при электролизе, равна 22,4 г. Это означает, что количество калия, полученного при электролизе, равно массе гидроксида калия, т.е. 22,4 г.
Масса калия, полученного при электролизе, равна массе хлорида калия, который был растворен в воде. Поэтому необходимо найти массу хлорида калия, который был растворен в воде.
Для этого необходимо воспользоваться молярной массой хлорида калия, которая равна 74,55 г/моль. Таким образом, количество молей хлорида калия, растворенного в воде, равно:
n = m/M = 22,4/74,55 = 0,3 моль
Так как хлорид калия является электролитом, то при электролизе он разлагается на ионы K+ и Cl-. При этом ионы K+ притягиваются к отрицательному электроду (катоду) и восстанавливаются до металлического калия, а ионы Cl- притягиваются к положительному электроду (аноду) и окисляются до молекулярного хлора.
Таким образом, каждый моль калия, полученный при электролизе, соответствует 1 молю водорода, выделившегося на катоде. Так как количество молей калия, полученного при электролизе, равно 0,3 моль, то количество молей водорода, выделившегося на катоде, также равно 0,3 моль.
Масса водорода, выделившегося на катоде, равна:
m(H2) = n(H2) × M(H2) = 0,3 × 2 = 0,6 г
Таким образом, масса воды, образовавшейся при сгорании водорода, равна массе водорода, выделившегося на катоде, т.е. 0,6 г.
