2NaCl + 2Н 2 О электролиз → H 2 ↑ +2NaOH + Cl 2 ↑ . Масса хлорида натрия равна m = 500⋅0,2 = 100 г. Согласно формуле (6.4.1) имеем: V (H2) = QVэ (H2) / 96 500, отсюда Q = V(H2)⋅96500 / Vэ(H2) = 1,12⋅96 500 / 11,2 = 9650 Кл. m(NaCl) = 9650⋅58,5 / 96 500 = 5,85 г; m(NaOH) = 40⋅9650 / 96 500 = 4,0 г. Оставшаяся масса хлорида натрия равна 100,0 – 5,85 = 94,15 г; m(H2O) = 9⋅9650 / 96 500 = 0,9 г. П р и м е р 131 При электролизе водного раствора нитрата никеля(II) (ω = 50 %) массой 91,50 г на катоде выделился никель массой 14,75 г. Определите содержание азотной кислоты в растворе (ω, %) после электролиза и объем газа, выделив- шегося на аноде. Решение Уравнение электролиза водного раствора нитрата никеля(II) Ni(NO 3 ) 2 + 2H 2 O электролиз → Ni + 2HNO 3 + O 2 ↑ + H 2 ↑ M(Ni) = 59 г/моль; М(HNO3) = 63 г/моль. Количество никеля, выделенного на катоде равно 14,75/59 = 0,25 моль. Следовательно, по реакции образуется 0,5 моль HNO3 или 0,5⋅63 = 31,5 г. Количество кислорода составит 0,25 моль 0,25⋅22,4 = 5,6 дм3 или 8,0 г. Такой же объем водорода выделяется на катоде, т.е. 5,6 дм3 или 0,5 г. Масса раствора составит 91,50 – 14,75 – 8,50 = 68,25 г. Откуда ω(HNO3) = 31,50⋅100/68,25 = 46,5 %.
Объяснение:
Положение унуненнего в качестве седьмого щелочного металла, позволяет предположить, что он будет иметь свойство, аналогичные свойства его более легкие сородич : лития, натрий, калий, рубидий, цезий и франция.
Вот основные свойства допустим натрия:
Щелочной металл на воздухе легко окисляется до оксида натрия. Для защиты от кислорода воздуха металлический натрий хранят под слоем керосина.
4Na + O2 → 2Na2O
При горении на воздухе или в кислороде образуется пероксид натрия:
2Na + O2 →to Na2O2
Кроме того, существует озонид натрия NaO3.
С водой натрий реагирует очень бурно, помещённый в воду кусочек натрия всплывает, из-за выделяющегося тепла плавится, превращаясь в белый шарик, который быстро движется в разных направлениях по поверхности воды, реакция идёт с выделением водорода, который может воспламениться. Уравнение реакции:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
Как и все щелочные металлы, натрий является сильным восстановителем и энергично взаимодействуют со многими неметаллами (за исключением азота, йода, углерода, благородных газов):
2Na + Cl2 → 2NaCl
2Na + H2 →250−400oC,p 2NaH
Натрий более активен, чем литий. С азотом реагирует крайне плохо в тлеющем разряде, образуя очень неустойчивое вещество — нитрид натрия (в противоположность легко образующемуся нитриду лития):
6Na + N2 → 2Na3N
С разбавленными кислотами взаимодействует как обычный металл:
2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑
С концентрированными окисляющими кислотами выделяются продукты восстановления:
8Na + 10HNO3 → 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O
Растворяется в жидком аммиаке, образуя синий раствор:
Na + 4NH3 →−40oC Na[NH3]4
С газообразным аммиаком взаимодействует при нагревании:
2Na + 2NH3 →350oC 2NaNH2 + H2
С ртутью образует амальгаму натрия, которая используется как более мягкий восстановитель вместо чистого металла. При сплавлении с калием даёт жидкий сплав.
Алкилгалогениды с избытком металла могут давать натрийорганические соединения — высокоактивные соединения, которые обычно самовоспламеняются на воздухе и взрываются с водой. При недостатке металла происходит реакция Вюрца.
Реагирует со спиртами, фенолами, карбоновыми кислотами с образованием солей.
Растворяется в краун-эфирах в присутствии органических растворителей, давая электрид или алкалид (в последнем у натрия необычная степень окисления −1).
n(H2)=20,16/22,4=0,9 моль
n(Al)/2=n(H2)/3
n(Al)=2*n(H2)/3=2*0,9/3=0,6 моль
m(Al)=0,6*27=16,2 г