Какой наибольший объём хлора (при н.у.) можно получить при электролизе раствора массой 750 г с содержанием натрия

Лия_3262

62

Для решения данной задачи, нам потребуется знать некоторые основные сведения о химической реакции электролиза растворов и расчётном формулы. Также, нам понадобятся значения атомных масс натрия, хлора и кислорода, которые являются составными элементами хлорида натрия.

Для начала, давайте выясним, какой химической реакции происходит при электролизе раствора хлорида натрия. При этом реакция разделяется на две части: окисление и восстановление.

Окисление происходит на аноде, где идет реакция:
$$2C{l}^{-}(aq)\to C{l}_2(g)+2e^{-}$$

Восстановление происходит на катоде, где идет реакция:
$$2H_{2}O(l)+2e^{-}\to H_2(g)+2O{H}^{-}(aq)$$

Теперь, зная эти реакции, мы можем приступить к решению задачи. Для начала, найдем количество вещества (молей) NaCl в данном растворе. Для этого, воспользуемся формулой:
$$n=\frac{m}{M}$$

где $n$ - количество вещества (моль), $m$ - масса вещества (г), $M$ - молярная масса вещества (г/моль). Для NaCl молярная масса равна:

$M_{NaCl}=M_{Na}+M_{Cl}=22.99+35.45=58.44$ г/моль.

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[n_{NaCl} = \frac{750}{58.44} = 12.85\) моль

Теперь, найдем число молей Cl2, которое можно получить электролизом этого количества NaCl. Из уравнения реакции на аноде, видно, что каждые 2 электрона превращают 1 молекулу Cl2. Следовательно:

\[n_{Cl2} = \frac{1}{2} n_{e^-} = \frac{1}{2} \times 2 \times n_{NaCl} = n_{NaCl} = 12.85\) моль

Теперь, чтобы найти массу Cl2, воспользуемся формулой:

\[m_{Cl2} = n_{Cl2} \times M_{Cl2}\)

где $M_{Cl2}$ - молярная масса Cl2. Молярная масса Cl2 равна $M_{Cl2}=M_{Cl}=35.45$ г/моль.

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[m_{Cl2} = 12.85 \times 35.45 = 456.2\) г

Таким образом, максимальный объем хлора (при н.у.), который можно получить при электролизе раствора массой 750 г с содержанием натрия хлорида 18%, составляет 456.2 грамма.