Задача. При электролизе 2 л водного раствора сульфата натрия с массовой долей соли 4%. ( p=1, 025г/мл) на нерастворимом аноде выделилось 448 л газа ( н.у.) Определите массовую долю сульфата натрия в растворе после электрола?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи нам необходимо использовать законы электролиза и массовые доли веществ.

Сначала определим массу соли в исходном растворе сульфата натрия:
Масса соли = объем раствора плотность раствора массовая доля соли
Масса соли = 2 л 1.025 г/мл 0.04 = 0.082 г

На аноде происходит окисление ионов гидроксония (OH-) до кислорода (O2) и водорода (H2) согласно уравнению:
4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-
Таким образом, каждый моль кислорода выделяет 4 моля электронов.

Найдем количество молей кислорода в выделенном газе:
V(O2) = 448 л (н.у.)
n(O2) = V/Vm = 448/22.4 = 20 моль

Так как каждый моль кислорода необходимо 4 моля электронов, то общее количество молей электронов:
n(e-) = 20 моль * 4 = 80 моль

Одна моль натрия в реакции восстанавливается 1 молью электронов, следовательно, количество молей натрия:
n(Na) = 80 моль

Молярная масса сульфата натрия (Na2SO4) = 142 г/моль, масса сульфата натрия в растворе:
m(Na2SO4) = 142 г/моль * 80 моль = 11360 г

Определим массовую долю сульфата натрия в растворе:
Массовая доля сульфата натрия = масса соли / масса раствора 100%
Массовая доля сульфата натрия = 11360 г / (11360 г + 2000 г) 100% = 85%

Ответ: Массовая доля сульфата натрия в растворе после электролиза составляет 85%.