Question

Маси продуктів у розчині в прикатодному просторі при електролізі розчину цинк сульфату, у випадку виділення 44,8 л кисню (н. у.) на аноді, становлять (c решением)


А) 120 г Zn і 208 г Н2SO4 Б) 164 г Zn(OH)2 і 130 г Zn

В) 130 г Zn і 198 г Zn(OH)2 Г) 198 г Zn(OH)2 і 196 г Н2SO4

Answer 1

Ответ:

Рассмотрим реакции, происходящие на аноде и катоде при электролизе раствора цинк сульфата:

На аноде: Zn → Zn2+ + 2e-

На катоде: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-

Таким образом, в результате электролиза в растворе образуются кислород и гидроксид ион, а цинк исчезает из раствора.

Объем кислорода, выделенного на аноде, можно перевести в количество молей по условиям нормальных условий (н. у.):

n(O2) = V(O2) / Vm(O2) = 44.8 л / 22.4 л/моль = 2 моль

Так как на аноде происходит окисление цинка до ионов Zn2+, то количество молей цинка, потребовавшееся для образования такого количества электронов, равно количеству молей кислорода:

n(Zn) = n(O2) = 2 моль

Найдем массу цинка, используя его молярную массу:

m(Zn) = n(Zn) * Mr(Zn) = 2 моль * 65.4 г/моль = 130.8 г

Таким образом, правильный ответ - В) 130 г Zn и 198 г Zn(OH)2. Образовавшиеся в растворе гидроксид ионы соединятся с цинк ионами, образуя осадок цинка гидроксида (Zn(OH)2), который будет иметь массу:

m(Zn(OH)2) = n(Zn) * Mr(Zn(OH)2) = 2 моль * 99.4 г/моль = 198.8 г

Также в растворе образуется серная кислота, которая будет иметь массу:

m(H2SO4) = n(H2SO4) * Mr(H2SO4) = 2 моль * 98 г/моль = 196 г

Итого, массы продуктов в прикатодном пространстве составляют: 130 г цинка и 198 г цинка гидроксида на катоде, а также 196 г серной кислоты в растворе.