Для проведения электролиза с графитовыми электродами использовали 425 г 20%-ного раствора нитрата серебра. Процесс прекратили после того, как концентрация соли в растворе уменьшилась до 12,7 %. К оставшемуся раствору добавили 372,5 г 10%-ного раствора хлорида калия. Определите массовые доли солей в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Уравнения реакций:

AgNO3 → Ag+ + NO3-

2H2O → 2H+ + 2OH-

2Ag+ + 2e- → 2Ag

2Cl- - 2e- → Cl2

После проведения электролиза количество моль AgNO3 уменьшилось на:

n(AgNO3) = m(AgNO3)/(M(AgNO3)·%AgNO3/100) = 425/(169.8·0.2) = 12.5 моль

Количество моль Ag, образующегося в результате электролиза:

n(Ag) = n(AgNO3)·2 = 25 моль

Количество моль H+, образующегося в результате электролиза:

n(H+) = n(H2O)·2 = n(OH-)·2 = 2n(AgNO3) = 25 моль

Концентрация AgNO3 после проведения электролиза:

c(AgNO3) = n(AgNO3)/(V(H2O) - n(H+)/c(H+)) = 12.7%

V(H2O) = m(H2O)/ρ(H2O) = 425/(1.11 г/мл) = 382 мл

c(H+) = n(H+)/V(H2O) = 25/191 = 0.131 моль/л

c(AgNO3) = 12.7%

Количество моль KCl, добавленного к раствору:

n(KCl) = m(KCl)/(M(KCl)·%KCl/100) = 372.5/(74.56·0.1) = 50 моль

Количество моль Cl2, образующегося в результате реакции:

n(Cl2) = n(KCl)·2 = 100 моль

Количество моль AgCl, образующегося в результате реакции:

n(AgCl) = n(Ag)·2 + n(Cl2) = 75 моль

Массовая доля AgCl в растворе:

w(AgCl) = m(AgCl)/(m(AgCl) + m(KNO3)) = n(AgCl)·M(AgCl)/(n(AgCl)·M(AgCl) + n(KNO3)·M(KNO3)) = 75·143.32/(75·143.32 + 12.5·169.8) = 0.412

Массовая доля KNO3 в растворе:

w(KNO3) = 1 - w(AgCl) = 0.588

Ответ: массовые доли AgCl и KNO3 в полученном растворе соответственно равны 0.412 и 0.588.