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:
\[2Cl^-(aq) \rightarrow Cl_2(g) + 2e^-\]

Восстановление происходит на катоде, где идет реакция:
\[2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)\]

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.