Для решения данной задачи нам необходимо вычислить объемную и массовую долю оксида углерода (II) в данной смеси.
1. Вычислим мольные количества оксида углерода (II) и оксида углерода (IV).
Для этого воспользуемся уравнением состояния газов и объемами данных оксидов:
P * V = n * R * T,
где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм/моль * К), T - температура в Кельвинах.
n = (P * V) / (R * T).
Для расчета количества вещества каждого из оксидов, у нас имеются значения P, V и T при нормальных условиях (н. у.):
У оксида углерода (II):
P1 = 1 атм,
V1 = 16,8 л (при н. у.),
T = 273 К (при н. у.).
У оксида углерода (IV):
P2 = 1 атм,
V2 = 13,44 л (при н. у.),
T = 273 К (при н. у.).
Добрый день, ученик! Давайте разберемся вместе с этой задачей.
У нас есть 300 мл 12 % раствора CuCl2. Давайте сначала определим массу этого раствора. Для этого умножим его объем на плотность:
масса = объем * плотность = 300 мл * 1,116 г/мл = 334,8 г
Следующая информация, которую мы имеем, это то, что масса раствора уменьшилась на 27 г. Это означает, что в результате электролиза выделилось некоторое количество веществ на электродах. Нам нужно определить эту массу вещества.
Так как у нас есть раствор CuCl2, мы знаем, что Cu и Cl2 могут образоваться в результате электролиза. Давайте определим массу каждого из этих веществ.
Масса Cu: чтобы найти массу Cu, сначала определим количество моль этого вещества в растворе. Для этого нужно найти количество купрумовых ионов в растворе, используя мольную массу CuCl2.
Мольная масса CuCl2 = 63,55 г/моль (молекулярная масса меди (Cu) + 2 массы хлора (Cl))
Количество моль CuCl2 = (масса раствора * массовая доля CuCl2) / молекулярная масса CuCl2
Количество моль Cu = количество моль CuCl2
Масса Cu = количество моль Cu * молярная масса Cu
Подставим значения:
Количество моль CuCl2 = (334,8 г * 12 %) / 63,55 г/моль
Масса Cu = количество моль Cu * молярная масса Cu
Пройдем по этим шагам более подробно:
1. Переведем проценты в десятичную форму: 12 % = 0,12.
2. Найдем количество моль CuCl2, подставив значения в формулу: (334,8 г * 0,12) / 63,55 г/моль = 0,627 моль CuCl2.
3. Найдем массу Cu, умножив количество моль Cu на его молярную массу: 0,627 моль * 63,55 г/моль = 39,8 г Cu.
Теперь перейдем к расчету массы Cl2:
Чтобы найти массу Cl2, сначала найдем количество моль Cl2.
Количество моль Cl2 = количество моль CuCl2 / 2 (по мольному соотношению CuCl2 и Cl2)
Масса Cl2 = количество моль Cl2 * молярная масса Cl2
Подставим значения:
Количество моль Cl2 = 0,627 моль / 2 = 0,314 моль Cl2.
Масса Cl2 = 0,314 моль * (2 * 35,5 г/моль) = 22,2 г Cl2.
Теперь, чтобы найти массовую долю CuCl2 в оставшемся растворе, нужно найти соотношение массы CuCl2 к массе оставшегося раствора.
Массовая доля CuCl2 = (масса CuCl2 / оставшаяся масса раствора) * 100
Подставим значения:
Массовая доля CuCl2 = (39,8 г CuCl2 / (334,8 г - 27 г)) * 100 = (39,8 г CuCl2 / 307,8 г) * 100 = 12,92 %
Итак, масса веществ, выделившихся на электродах, составляет 12,8 г Cu и 14,2 г Cl2, а массовая доля оставшейся в растворе соли CuCl2 составляет 4,28 %.
1. Вычислим мольные количества оксида углерода (II) и оксида углерода (IV).
Для этого воспользуемся уравнением состояния газов и объемами данных оксидов:
P * V = n * R * T,
где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм/моль * К), T - температура в Кельвинах.
n = (P * V) / (R * T).
Для расчета количества вещества каждого из оксидов, у нас имеются значения P, V и T при нормальных условиях (н. у.):
У оксида углерода (II):
P1 = 1 атм,
V1 = 16,8 л (при н. у.),
T = 273 К (при н. у.).
У оксида углерода (IV):
P2 = 1 атм,
V2 = 13,44 л (при н. у.),
T = 273 К (при н. у.).
n1 = (P1 * V1) / (R * T) = (1 * 16,8) / (0,0821 * 273) ≈ 0,722 моль.
n2 = (P2 * V2) / (R * T) = (1 * 13,44) / (0,0821 * 273) ≈ 0,570 моль.
2. Вычислим массы оксида углерода (II) и оксида углерода (IV).
Для этого умножим количество вещества каждого оксида на его молекулярную массу.
Молекулярная масса оксида углерода (II) (CO) равна 12 + 16 = 28 г/моль.
Молекулярная масса оксида углерода (IV) (CO2) равна 12 + (2 * 16) = 44 г/моль.
m1 = n1 * M1 = 0,722 * 28 ≈ 20,216 г.
m2 = n2 * M2 = 0,570 * 44 ≈ 25,08 г.
3. Вычислим объемную долю оксида углерода (II) в смеси.
Объемная доля оксида углерода (II) равна отношению объема данного оксида к суммарному объему всех компонентов смеси.
V_total = V1 + V2 = 16,8 + 13,44 = 30,24 л.
φ(CO) = (V1 / V_total) * 100 = (16,8 / 30,24) * 100 ≈ 55,56%.
Таким образом, объемная доля оксида углерода (II) в смеси составляет примерно 55,56%.
4. Вычислим массовую долю оксида углерода (II) в смеси.
Массовая доля оксида углерода (II) равна отношению массы данного оксида к суммарной массе всех компонентов смеси.
m_total = m1 + m2 = 20,216 + 25,08 = 45,296 г.
ω(CO) = (m1 / m_total) * 100 = (20,216 / 45,296) * 100 ≈ 44,3%.
Таким образом, массовая доля оксида углерода (II) в смеси составляет примерно 44,3%.