Химия
8 класс
Вопрос
Из высушенной смеси хлоридов четырех металлов взята проба массой 0,7054 г. После ее внесения в воду образовался осадок труднорастворимых гидроксидов этих металлов. Осадок отфильтровали и прокалили, при этом масса образовавшихся оксидов составила 0,4308 г. Валентность металлов в результате проведения описанных операций не изменилась. Сильно подкисленный водный раствор 35,27 г той же смеси металлов подвергли электролизу.
Сбитая, что выход металлов по току равен 100 %, установите:
а) какова масса металлов, выделившихся в результате электролиза;
б) в течение какого времени (с) следует пропускать ток силой 0,965 А, если при электролизе не происходит выделения водорода.
Ответ
Если обозначить $x_1, x_2, x_3$ и $x_4$ - количество грамм-эквивалентов каждого из хлоридов в смеси, а $Э_1, Э_2, Э_3$ и $Э_4$ - эквиваленты входящих в их состав металлов, то массу хлоридов и оксидов можно выразить следующими уравнениями:
$x_1 (Э_1 + 35,46) + x_2 (Э_2 + 35,46) + x_3 (Э_3 + З5,46) + x_4 (Э_4 + 35,46) = 0,7054$,
$x_1 (Э_1 + 8) + x_2 (Э_2 + 8) + x_3 (Э_3 + 8) + x_4 (Э_4 + 8) = 0,4308$.
(NULL,46 и 8 - эквиваленты хлора и кислорода соответственно.) После преобразования этих уравнений получаем
$27,46 (x_1 + x_2 + x_3 + x_4) = 0,2746$, $x_1 + x_2 + x_3 + x_4 = 0,01$.
Если в 0,7054 г смеси хлоридов содержится 0,01 г-экв металлов (в сумме), то в 35,27 г той же смеси будет $4n$ г-экв металлов. Отсюда $n = 0,5$ г-экв, причем (за вычетом 0,5 г-экв содержащегося в хлоридах хлора) на долю металлов будет приходиться $35,27 - 0,5 \cdot 35,46 = 17,54$ г смеси металлов.
Для выделения 0,5 г-экв веществ при электролизе необходимо $0,5 \cdot 96500 \: Кл = 48250 \: Кл$. Поэтому ток силой 0,965 А придется пропускать через раствор (если пренебречь выделением водорода) в течение
$t = q : I = 48250 : 0,965 = 50000 \: с = 13 \: ч \: 53 \: мин \: 20 \: c$.