10. Какова масса оставшегося в электролизере вещества и масса хлорида калия, содержавшегося в растворе, если

Винни

41

Чтобы найти массу оставшегося в электролизере вещества и массу хлорида калия, содержавшегося в растворе, мы должны применить законы электролиза и использовать информацию о выделенном газе.

В данной задаче мы знаем объем газа, выделенного при электролизе, а также молярную массу хлора и калия. Молярная масса хлора \(M_{Cl}\) равна примерно 35,5 г/моль, а молярная масса калия \(M_K\) равна примерно 39,1 г/моль.

Для начала, найдем количество вещества выделенного газа. Используем уравнение состояния газа:

\[PV = nRT\]

где \(P\) - давление газа, \(V\) - объем газа, \(n\) - количество вещества газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура газа.

Мы не знаем давление газа и его температуру, но мы можем сделать предположение, что давление и температура остаются постоянными.

Поэтому, чтобы найти количество вещества газа, используем следующую формулу:

\[n = \frac{{PV}}{{RT}}\]

Теперь мы можем вычислить количество вещества газа:

\[n = \frac{{2,24 \: \text{{л}} \times 1 \: \text{{атм}}}}{{0,0821 \: \text{{л}} \cdot \text{{атм}}/(\text{{моль}} \cdot \text{{К}})}}\]

\[n \approx 0,106 \: \text{{моль}} \: (1)\]

Далее, используя балансированное химическое уравнение электролиза хлорида калия, мы видим, что при электролизе хлорида калия образуется хлор газ и калий:

\[2KCl \to 2K + Cl_2\]

Из уравнения видно, что на каждые 2 моли хлора образуется 2 моли калия. Поэтому количество вещества хлора и калия должно быть одинаковым.

Таким образом, количество вещества хлорида калия (\(n_{KCl}\)) равно двукратному количеству вещества главного продукта, хлора (\(n_{Cl2}\)). То есть:

\[n_{KCl} = 2 \times n_{Cl2}\]

Теперь мы можем найти количество вещества хлорида калия. Подставим значение \(n_{Cl2}\) из уравнения (1):

\[n_{KCl} = 2 \times 0,106 \: \text{{моль}}\]

\[n_{KCl} \approx 0,212 \: \text{{моль}} \: (2)\]

Для нахождения массы хлорида калия (\(m_{KCl}\)), используем формулу:

\[m_{KCl} = n_{KCl} \times M_{KCl}\]

\[m_{KCl} = 0,212 \: \text{{моль}} \times 74,6 \: \text{{г/моль}}\]

\[m_{KCl} \approx 15,8 \: \text{{г}} \: (3)\]

Теперь, чтобы найти массу оставшегося в электролизере вещества, вычтем массу хлорида калия из общей массы исходного раствора. Пусть общая масса раствора равна \(m_{\text{{раствора}}}\).

\[m_{\text{{оставшегося}}} = m_{\text{{раствора}}} - m_{KCl}\]

На данный момент нам не дана масса раствора, поэтому невозможно точно указать массу оставшегося вещества. Тем не менее, с использованием данных из задачи, мы можем предположить, что масса оставшегося вещества равна всему веществу изначального раствора минус масса выделившегося газа. Пусть это будет \(m_{\text{{оставшегося}}}\).

\[m_{\text{{оставшегося}}} = m_{\text{{раствора}}} - 2,24 \: \text{{г}}\]

Мы не можем решить эту задачу окончательно, так как неизвестна масса раствора. Однако, с использованием имеющихся данных, мы можем предоставить эту формулу для вычисления массы оставшегося вещества при известной массе исходного раствора.

Поэтому, чтобы ответить на вопрос о массе оставшегося вещества и массе хлорида калия, требуется больше информации о массе исходного раствора или какую-либо другую информацию, позволяющую найти массу оставшегося вещества относительно массы выделенного газа.