1.магний, полученный электролизом расплава хлорида магния в течение 200 мин. при силе тока 10 а, растворили в 1,5 л 25 %-ного раствора серной кислоты плотностью 1,178 г/мл. найти концентрацию сульфата магния в полученном растворе. 2.на заводе был подвергнут электролизу раствор, содержащий 468 кг хлорида натрия. полученные газы были использованы для синтеза хлороводорода. образовавшийся хлороводород растворили в 708 л воды. рассчитайте массовую долю хлороводорода в полученной соляной кислоте.
1. Для решения задачи нам необходимо найти концентрацию сульфата магния в полученном растворе. Для этого воспользуемся формулой для расчета концентрации раствора:
Концентрация (в г/л) = (масса растворенного вещества (в г) / объем раствора (в л))
2. В начале задачи дано, что магний получен электролизом расплава хлорида магния в течение 200 минут при силе тока 10 ампер. Это означает, что мы имеем дело с электрохимической реакцией и сначала нужно рассчитать количество вещества магния, которое мы получим.
Для этого воспользуемся формулой:
n = I * t / F,
где
n - количество вещества (в молях),
I - сила тока (в амперах),
t - время (в секундах),
F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).
Переведем время из минут в секунды:
t = 200 мин × 60 сек/мин = 12000 сек.
Подставим известные значения в формулу:
n = 10 а × 12000 сек / 96485 Кл/моль ≈ 1,24 моль.
Таким образом, мы получили 1,24 моль магния.
3. Далее дано, что этот магний растворили в 1,5 л 25 %-ного раствора серной кислоты с плотностью 1,178 г/мл. Нам нужно вычислить концентрацию сульфата магния в полученном растворе.
Сначала нам необходимо рассчитать массу раствора серной кислоты, которую мы используем:
Масса серной кислоты (в г) = плотность (в г/мл) × объем (в мл).
Переведем плотность в г/л:
1,178 г/мл × 1000 мл/л = 1178 г/л.
Теперь рассчитаем массу серной кислоты:
Масса серной кислоты = 1178 г/л × 1,5 л = 1767 г.
4. Затем определим моли сульфата магния, растворенных в полученном растворе. Для этого воспользуемся соотношением пропорций между магнием и сульфатом магния:
Mагний : Сульфат магния = 1 : 1,
где
Mагний - молярная масса магния (24,31 г/моль),
Сульфат магния - молярная масса сульфата магния (120,37 г/моль).
Таким образом, количество молей сульфата магния будет таким же, как количество молей магния, которое мы рассчитали ранее - 1,24 моль.
5. Осталось найти концентрацию сульфата магния в полученном растворе. Для этого мы поделим массу сульфата магния на объем раствора:
Концентрация сульфата магния (в г/л) = (масса сульфата магния (в г) / объем (в л)).
Масса сульфата магния = количество молей × молярную массу:
Масса сульфата магния = 1,24 моль × 120,37 г/моль ≈ 149 г.
Теперь рассчитаем концентрацию:
Концентрация сульфата магния = 149 г / 1,5 л ≈ 99,3 г/л.
Таким образом, концентрация сульфата магния в полученном растворе составляет примерно 99,3 г/л.
Перейдем ко второму вопросу.
2. В задаче дано, что на заводе был подвергнут электролизу раствор, содержащий 468 кг хлорида натрия, и полученный хлороводород растворили в 708 л воды. Нам нужно рассчитать массовую долю хлороводорода в полученной соляной кислоте.
Для этого нужно рассчитать количество вещества хлора (который присутствует в виде иона в хлориде натрия) и количество вещества хлороводорода. Затем сравним их массы.
Сначала рассчитаем количество вещества хлора. Для этого воспользуемся массой хлорида натрия и его молярной массой.
Молярная масса хлорида натрия (NaCl) = 22,99 г/моль + 35,45 г/моль ≈ 58,44 г/моль.
Количество молей хлорида натрия = масса NaCl / молярная масса NaCl:
Количество молей хлорида натрия = 468 кг × 1000 г/кг / 58,44 г/моль ≈ 8013 моль.
Теперь рассчитаем количество молей хлороводорода. В хлороводороде каждый (HCl) один атом хлора соответствует одному молекулярному водороду.
Таким образом, количество молей хлороводорода будет таким же, как количество молей хлора: 8013 моль.
Для рассчета массовой доли хлороводорода в полученной соляной кислоте нужно сравнить массу хлора и массу хлороводорода. Масса хлора будет равна массе хлорида натрия, так как хлор является составной частью этого соединения.
Масса хлора = масса хлорида натрия:
Масса хлора = 468 кг × 1000 г/кг ≈ 468 000 г.
Теперь рассчитаем массу хлороводорода. Для этого умножим количество молей хлороводорода на его молярную массу.
Молярная масса хлороводорода (HCl) = 1 г/моль + 35,45 г/моль ≈ 36,45 г/моль.
Масса хлороводорода = количество молей хлороводорода × молярная масса хлороводорода:
Масса хлороводорода = 8013 моль × 36,45 г/моль ≈ 291 880 г.
Теперь можно рассчитать массовую долю хлороводорода в полученной соляной кислоте:
Массовая доля хлороводорода = (масса хлороводорода / (масса хлора + масса хлороводорода)) × 100 %.
Подставим известные значения:
Массовая доля хлороводорода = (291 880 г / (468 000 г + 291 880 г)) × 100 % ≈ 38,41 %.
Таким образом, массовая доля хлороводорода в полученной соляной кислоте составляет примерно 38,41 %.