Электролизом расплава хлорида натрия массой 292,5 г с выходом 91% получен металл, который полностью растворили в воде. Рассчитайте объем (дмз, н.у.) выделившегося при этом водорода.

Давай посчитаем, сколько водорода выделилось!

1. Находим теоретическую массу натрия:

Сначала определим теоретическую массу хлорида натрия ($$NaCl$$), которую нужно было взять, чтобы получить 292,5 г с учетом выхода 91%:

Теоретическая масса $$NaCl = \frac{\text{Практическая масса } NaCl}{\text{Выход}} = \frac{292,5 \text{ г}}{0,91} \approx 321,43 \text{ г}

Теперь рассчитаем молярную массу $$NaCl$$: $$M(NaCl) = M(Na) + M(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5$$ г/моль.

Находим теоретическое количество вещества $$NaCl$$:

$$n(NaCl) = \(\frac{\text{Теоретическая масса } NaCl}{M(NaCl)}\) = \(\frac{321,43 \text{ г}}{58,5 \text{ г/моль}}\) \(\approx\) 5,5 \(\text{ моль}\)

2. Определяем количество натрия и водорода:

Уравнение электролиза расплава $$NaCl$$: $$2NaCl \xrightarrow{электролиз расплава} 2Na + Cl_2$$

Из уравнения видно, что из 2 моль $$NaCl$$ получается 2 моль $$Na$$. Значит, количество вещества натрия равно количеству вещества $$NaCl$$:

$$n(Na) = n(NaCl) \approx 5,5 \text{ моль}

Полученный натрий растворяется в воде. Реакция натрия с водой:

$$2Na + 2H_2O \(\rightarrow\) 2NaOH + H_2$$

Из уравнения видно, что из 2 моль $$Na$$ образуется 1 моль $$H_2$$. Следовательно, количество вещества водорода в два раза меньше количества вещества натрия:

$$n(H_2) = \(\frac{n(Na)}{2}\) = \(\frac{5,5 \text{ моль}}{2}\) = 2,75 \(\text{ моль}\)

3. Рассчитываем объем водорода:

При нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого газа равен 22,4 л/моль (или дм³/моль).

Объем $$H_2 = n(H_2) \(\times\) V_m = 2,75 \(\text{ моль}\) \(\times\) 22,4 \(\text{ дм}\)^3/\(\text{моль}\) = 61,6 \(\text{ дм}\)^3

Ответ: 61,6