Электролиз задачи с решениями

Подготовка к ЕГЭ по химии
Задачи на электролиз в формате №34 ЕГЭ
vk.com/chem4you
1) При электролизе 240 г 14,9%-го раствора хлорида калия на аноде выделилось 4,48 л
(н.

у.) газа. Определите массовые доли веществ в образовавшемся растворе.
2) Электролиз 250 г 16,38%-го раствора хлорида натрия продолжали до тех пор, пока на
катоде не выделилось 5,6 л (н. у.) газа. К раствору, полученному после электролиза,
прилили избыток раствора нитрата серебра. Вычислите массовые доли веществ в
образовавшемся при этом осадке.
3) Раствор сульфата меди массой 96 г с содержанием соли 10% подвергли полному
электролизу. Через образовавшийся после этого раствор пропустили 1344 мл (н.у.)
аммиака. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.
4) Через раствор хлорида железа (II) пропустили хлор, выделившийся при полном
электролизе 34 г 5%-го раствора хлорида лития. Хлор прореагировал полностью и
образовался раствор, содержащий 13% по массе единственной соли. Вычислите
массовую долю хлорида железа (II) в исходном растворе.
5) 15%-ный раствор сульфида калия массой 88 г продолжали до тех пор, пока на катоде не
выделилось 3,36 л (н.у.) газа. Полученный после электролиза раствор разбавили 50 г
воды, а затем пропустили 10,56 г углекислого газа. Вычислите массовую долю соли в
итоговом растворе.
6) Раствор бромида натрия массой 42 г подвергали электролизу до тех пор, пока на аноде
не перестал выделяться бром. К полученному раствору прилили 130 г 8%-го раствора
сульфата меди (II), при этом выпал осадок массой 5,88 г. Вычислите массовые доли
веществ в конечном растворе.
7) При частичном электролизе 300 г раствора нитрата меди (II) получен раствор массой
288 г, содержащий 4,5% нитрата меди (II). Вычислите массовую долю нитрата меди (II)
в исходном растворе.
8) *К раствору, полученному после электролиза 120 г 3,9%-го раствора сульфида натрия,
добавили 2,87 г цинкового купороса (ZnSO4⋅7H2O). Определите, сколько грамм 10%-ой
соляной кислоты нужно прилить к образовавшемуся раствору, чтобы выпала
максимально возможная масса осадка.
Примечание: во всех задачах считать, что молярная масса меди равна 64 г/моль. Понятие «полный электролиз»
подразумевает, что электроды вынимают в тот момент, когда заканчивается соль.
Подготовка к ЕГЭ по химии
vk.com/chem4you
Решение
Задача 1.
Запишем уравнение реакции:
2KCl + 2H2O = 2KOH + H2 + Cl2
m(KCl) = 240 ⋅ 0,149 = 35,76 г
n(KCl) = 35,76 : 74,5 = 0,48 моль
n(Cl2) = 4,48 : 22,4 = 0,2 моль
Если бы хлорид калия полностью подвергся электролизу, то количество выделившегося
хлора составило бы 0,48 : 2 = 0,24 моль. По условию n(Cl2) = 0,2 моль, то есть прореагировал
не весь хлорид калия. Расчет по уравнению ведем по хлору.
n(KOH) = 2n(Cl2) = 0,4 моль
m(KOH) = 0,4 ⋅ 56 = 22,4 г
n(KClразл.) = 2n(Cl2) = 0,4 моль
n(KClост.) = 0,48 – 0,4 = 0,08 моль
m(KClост.) = 0,08 ⋅ 74,5 = 5,96 г
mр-ра = mр-ра(KCl) – m(Cl2) – m(H2) = 240 – 0,2 ⋅ 71 – 0,2 ⋅ 2 = 225,4 г
ω(KOH) = 22,4 : 225,4 ⋅ 100% = 9,94%
ω(KCl) = 5,96 : 225,4 ⋅ 100% = 2,64%
Ответ: 9,94%; 2,64%
Задача 2.
Запишем уравнения реакций:
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2
2NaOH + 2AgNO3 = Ag2O↓ + 2NaNO3 + H2O
NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3
m(NaCl) = 250 ⋅ 0,1638 = 40,95 г
n(NaCl) = 40,95 : 58,5 = 0,7 моль
n(H2) = 5,6 : 22,4 = 0,25 моль
Если бы хлорид натрия полностью подвергся электролизу, то количество выделившегося
водорода составило бы 0,7 : 2 = 0,35 моль. По условию n(H2) = 0,25 моль, то есть
прореагировал не весь хлорид натрия. Расчет по первому уравнению ведем по водороду.
n(NaOH) = 2n(H2) = 0,5 моль
n(NaClразл.) = 2n(H2) = 0,5 моль
n(NaClост.) = 0,7 – 0,5 = 0,2 моль
Вычислим массовые доли веществ в осадке.
n(Ag2O) = 0,5n(NaOH) = 0,25 моль
m(Ag2O) = 0,25 ⋅ 232 = 58 г
n(AgCl) = n(NaClост.) = 0,2 моль
m(AgCl) = 0,2 ⋅ 143,5 = 28,7 г
ω(Ag2O) = 58 : (58 + 28,7) ⋅ 100% = 66,9%
ω(AgCl) = 28,7 : (58 + 28,7) ⋅ 100% = 33,1%
Ответ: 66,9%; 33,1%
Задача 3.
Запишем уравнение электролиза:
2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2 + 2H2SO4
m(CuSO4) = 96 ⋅ 0,1 = 9,6 г
n(CuSO4) = 9,6 : 160 = 0,06 моль
n(H2SO4) = n(CuSO4) = 0,06 моль
Подготовка к ЕГЭ по химии
vk.com/chem4you
n(NH3) = 1,344 : 22,4 = 0,06 моль
n(H2SO4) : n(NH3) = 0,06 : 0,06 = 1 : 1 → реакция между ними идет с образованием кислой
соли
NH3 + H2SO4 = NH4HSO4
n(NH4HSO4) = 0,06 моль
m(NH4HSO4) = 0,06 ⋅ 115 = 6,9 г
mр-ра = mр-ра(CuSO4) – m(Cu) – m(O2) + m(NH3) = 96 – 0,06 ⋅ 64 – 0,03 ⋅ 32 + 0,06 ⋅ 17 = 92,22 г
ω(NH4HSO4) = 6,9 : 92,22 ⋅ 100% = 7,48%
Ответ: 7,48%
Задача 4.
Составим уравнения реакций:
2LiCl + 2H2O = 2LiOH + H2 + Cl2
Cl2 + 2FeCl2 = 2FeCl3
Вычислим количества веществ:
m(LiCl) = 34 ⋅ 0,05 = 1,7 г
n(LiCl) = 1,7 : 42,5 = 0,04 моль
n(Cl2) = 0,5n(LiCl) = 0,02 моль
n(FeCl2) = n(FeCl3) = 2n(Cl2) = 0,04 моль
m(FeCl2) = 0,04 ⋅ 127 = 5,08 г
mр-ра(FeCl2) = mр-ра(FeCl3) – m(Cl2)
mр-ра(FeCl3) = m(FeCl3) : ω(FeCl3) = 0,04 ⋅ 162,5 : 0,13 = 50 г
mр-ра(FeCl2) = 50 – 0,02 ⋅ 71 = 48,58 г
ω(FeCl2) = 5,08 : 48,58 ⋅ 100% = 10,46%
Ответ: 10,46%
Задача 5.
Составим уравнение электролиза:
K2S + 2H2O = 2KOH + H2 + S
m(K2S) = 88 ⋅ 0,15 = 13,2 г
n(K2S) = 13,2 : 110 = 0,12 моль
n(H2) = 3,36 : 22,4 = 0,15 моль > 0,12 моль
Водорода выделилось больше, чем могло бы образоваться при расчете по сульфиду калия.
Это означает, что протекал электролиз воды:
2H2O = 2H2 + O2
n(H2 (2)) = 0,15 – 0,12 = 0,03 моль
n(O2) = 0,5n(H2 (2)) = 0,015 моль
n(KOH) = 2n(K2S) = 0,24 моль
n(CO2) = 10,56 : 44 = 0,24 моль
n(CO2) : n(KOH) = 0,24 : 0,24 = 1 : 1 → реакция между ними идет с образованием кислой
соли
KOH + CO2 = KHCO3
n(KHCO3) = 0,24 моль
m(KHCO3) = 0,24 ⋅ 100 = 24 г
mр-ра = mр-ра(K2S) – m(H2) – m(S) – m(O2) + m(H2O) + m(CO2) = 88 – 0,15 ⋅ 2 – 0,12 ⋅ 32 –
– 0,015 ⋅ 32 + 50 + 10,56 = 143,94 г
ω(KHCO3) = 24 : 143,94 ⋅ 100% = 16,67%
Ответ: 16,67%
Подготовка к ЕГЭ по химии
vk.com/chem4you
Задача 6.
Составим уравнения реакций:
2NaBr + 2H2O = 2NaOH + Br2 + H2
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4
m(CuSO4) = 130 ⋅ 0,08 = 10,4 г
n(CuSO4) = 10,4 : 160 = 0,065 моль
n(Cu(OH)2) = 5,88 : 98 = 0,06 моль < 0,065 моль
Сульфат меди прореагировал не полностью, расчет по второму уравнению будем проводить
по Cu(OH)2.
n(Na2SO4) = n(Cu(OH)2) = 0,06 моль
m(Na2SO4) = 0,06 ⋅ 142 = 8,52 г
n(CuSO4)ост. = 0,065 – 0,06 = 0,005 моль
m(CuSO4)ост. = 0,005 ⋅ 160 = 0,8 г
mр-ра = mр-ра(NaBr) – m(Br2) – m(H2) + mр-ра(CuSO4) – m(Cu(OH)2) = 42 – 0,06 ⋅ 160 – 0,06 ⋅ 2 +
+ 130 – 5,88 = 156,4 г
ω(Na2SO4) = 8,52 : 156,4 ⋅ 100% = 5,45%
ω(CuSO4)ост. = 0,8 : 156,4 ⋅ 100% = 0,51%
Ответ: 5,45%; 0,51%
Задача 7.
Составим уравнение электролиза:
2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2 + 4HNO3
При электролизе образовались медь и кислород, поэтому уменьшилась масса раствора.
m(Cu + O2) = 300 – 288 = 12 г
Пусть n(O2) = x моль, n(Cu) = 2x моль, тогда
32х + 64 ⋅ 2х = 12
х = 0,075 моль = n(O2)
n(Cu(NO3)2 прореаг.) = 2n(O2) = 0,15 моль
m(Cu(NO3)2 прореаг.) = 0,15 ⋅ 188 = 28,2 г
m(Cu(NO3)2 ост.) = 288 ⋅ 0,045 = 12,96 г
m(Cu(NO3)2 исх.) = 28,2 + 12,96 = 41,16 г
ω(Cu(NO3)2) = 41,16 : 300 ⋅ 100% = 13,72%
Ответ: 13,72%
Задача 8.
Составим уравнения реакций:
Na2S + 2H2O = 2NaOH + H2 + S
4NaOH + ZnSO4 = Na2 + Na2SO4
m(Na2S) = 120 ⋅ 0,039 = 4,68 г
n(Na2S) = 4,68 : 78 = 0,06 моль
n(NaOH) = 2n(Na2S) = 0,12 моль
n(ZnSO4) = n(ZnSO4⋅7H2O) = 2,87 : 287 = 0,01 моль
Видно, что гидроксид натрия в большом избытке, поэтому вторая реакция действительно
протекает с образованием комплексной соли. Максимальная масса осадка выпадет при
нейтрализации остатка гидроксида натрия и частичном разрушении комплекса:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Na2 + 2HCl = 2NaCl + Zn(OH)2 + 2H2O
n(NaOHост.) = 0,12 – 0,01 ⋅ 4 = 0,08 моль
n(Na2) = n(ZnSO4) = 0,01 моль
Подготовка к ЕГЭ по химии
n(HCl) = 2n(Na2) + n(NaOHост.) = 0,02 + 0,08 = 0,1 моль
m(HCl) = 0,1 ⋅ 36,5 = 3,65 г
mр-ра(HCl) = 3,65 : 0,1 = 36,5 г
Ответ: 36,5 г
vk.com/chem4you

Добавить комментарий

Закрыть меню