Каков процент выхода реакции при электролизе 1110 г расплавленного хлорида кальция, если получено 300 г металлического

Сверкающий_Джинн

35

Для решения данной задачи нам необходимо вспомнить принципы электролиза и понять, какие реакции происходят при разложении хлорида кальция.

Хлорид кальция (\(CaCl_2\)) при электролизе разлагается на ионы кальция (\(Ca^{2+}\)) и ионы хлора (\(Cl^-\)). Металлический кальций (\(Ca\)) образуется на катоде, а хлор (\(Cl_2\)) выделяется на аноде.

Сначала найдем количество вещества хлорида кальция, используя его молярную массу и заданную массу:

\[n(CaCl_2) = \frac{m(CaCl_2)}{M(CaCl_2)}\]

Где:
\(n(CaCl_2)\) - количество вещества хлорида кальция в молях,
\(m(CaCl_2)\) - масса хлорида кальция в граммах (1110 г),
\(M(CaCl_2)\) - молярная масса хлорида кальция.

Молярная масса хлорида кальция равна сумме массы кальция и двух масс хлора:

\[M(CaCl_2) = M(Ca) + 2 \cdot M(Cl)\]

где:
\(M(Ca)\) - молярная масса кальция,
\(M(Cl)\) - молярная масса хлора.

Расчеты показывают, что молярная масса кальция равна 40 г/моль, а молярная масса хлора равна 35.5 г/моль. Подставляя эти значения, получаем:

\[M(CaCl_2) = 40 + 2 \cdot 35.5 = 111 \, \text{г/моль}\]

Теперь можем найти количество вещества хлорида кальция:

\[n(CaCl_2) = \frac{1110 \, \text{г}}{111 \, \text{г/моль}} \approx 10 \, \text{моль}\]

Так как реакция электролиза происходит поэквивалентно, количество металлического кальция, выделенного при электролизе, равно количеству ионов кальция:

\[n(Ca) = 300 \, \text{г} / M(Ca) = \frac{300 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 7.5 \, \text{моль}\]

Теперь можем определить процент выхода реакции. Так как количество выделенного металлического кальция (\(7.5 \, \text{моль}\)) равно количеству ионов кальция (\(7.5 \, \text{моль}\)), которые могли образоваться в реакции электролиза, процент выхода реакции будет равен:

\[\text{Процент выхода} = \frac{n(Ca)}{n(CaCl_2)} \times 100\% = \frac{7.5 \, \text{моль}}{10 \, \text{моль}} \times 100\% \approx 75\%\]

Таким образом, процент выхода реакции при электролизе 1110 г расплавленного хлорида кальция составляет около 75%.