H₂s+hclo → s+cl₂+h₂o: укажите окислители и восстановители,подберите коэффициент,используя метод электронно-ионного ,определите направления реакций по δg
Для решения этой задачи нам понадобится использовать концепцию реакций восстановления и соотношения масс.
Сначала давайте предположим, что масса исходного образца оксида вольфрама (VI) равна X граммов.
Из условия задачи мы знаем, что после восстановления масса твердого остатка оказалась на 12,0 г меньше массы исходного образца. То есть масса твердого остатка составляет X - 12 г.
Также, из условия задачи мы знаем, что массовая доля оксида в конечной смеси стала равна 20,0%. Это означает, что масса оксида в конечной смеси составляет 20% от общей массы конечной смеси. То есть масса оксида равна 0.20 * (X - 12) г.
Теперь давайте рассмотрим реакцию восстановления:
WO3 + 3H2 -> W + 3H2O
Из химического уравнения мы видим, что для восстановления одной молекулы оксида вольфрама (WO3) необходимо 3 молекулы водорода (H2). Таким образом, соотношение массы оксида к массе водорода будет 1:3.
Следовательно, масса водорода, необходимая для восстановления массы оксида X граммов, будет равна (3/1) * (0.20 * (X - 12)) г.
Таким образом, у нас есть два уравнения:
(1) X - 12 = масса твердого остатка
(2) (3/1) * (0.20 * (X - 12)) = масса водорода
Решим эти уравнения:
(1) X - 12 = X - 12
(2) (3/1) * (0.20 * (X - 12)) = масса водорода
Так как масса оксида WO3 соответствует массе водорода H2, то поставим равенство:
0.60 * (X - 12) = (3/1) * (0.20 * (X - 12))
Раскроем скобки и решим уравнение:
0.60X - 7.20 = 0.60X - 2.40
Обратите внимание, что X сократилось и мы получили равенство -7.20 = -2.40
-7.20 = -2.40
Это неверное уравнение. Такое происходит, когда уравнение не имеет решений.
Поэтому мы не можем решить эту задачу с использованием предоставленных нам данных. Возможно, в условии была допущена ошибка или потеряна какая-то важная информация.
Перед тем, как начать составлять схему электролиза раствора хлорида свинца, давайте вспомним, как выглядит уравнение реакции электролиза данным способом:
PbCl2(l) -> Pb(s) + Cl2(g)
Теперь мы можем приступить к составлению схемы электролиза.
Схема:
|
V
+
Раствор |
хлорида свинца |
|
V
+
-
Нерастворимый анод|
В данной схеме раствор хлорида свинца находится в контейнере, а в него погружены два электрода:
1. Катод – место, где будет осуществляться редукция (в данном случае, выделение свинца).
2. Анод – место, где будет происходить окисление (в данном случае, выделение хлора).
Теперь перейдем к решению самой задачи и вычислению массы выделившегося на катоде свинца.
1. Найдем количество электричества (заряда), прошедшего через электролит, используя формулу:
Электрический заряд = сила тока * время
Заметим, что время указано в минутах, поэтому переведем его в секунды перед расчетами.
В нашем случае:
Сила тока = 3 А
Время = 20 мин * 60 сек/мин = 1200 сек
Подставим значения в формулу:
Электрический заряд = 3 А * 1200 сек = 3600 Кл
2. Вычислим количество вещества свинца, выделившегося на катоде, используя соотношение «1 моль вещества ↔ 1 фарад»
Формула связи заряда, количества вещества и фарада:
Заряд = (количество вещества * заряд числа Авогадро) / фарад
Заряд числа Авогадро (1 фарад) равен 96485 Кл/моль, поэтому:
Количество вещества (свинца) = (Заряд * фарад) / заряд числа Авогадро
В нашем случае:
Заряд = 3600 Кл
Фарад = 1
Заряд числа Авогадро = 96485 Кл/моль
Подставим значения в формулу:
Количество вещества (свинца) = (3600 Кл * 1) / 96485 Кл/моль ≈ 0,0373 моль
3. Найдем массу свинца, используя молярную массу свинца (207,2 г/моль).
Формула для расчета массы:
Масса (свинца) = Количество вещества (свинца) * молярная масса (свинца)
В нашем случае:
Количество вещества (свинца) = 0,0373 моль
Молярная масса (свинца) = 207,2 г/моль
Подставим значения в формулу:
Масса (свинца) = 0,0373 моль * 207,2 г/моль ≈ 7,70 г
Итак, масса свинца, выделившегося на катоде, составляет примерно 7,70 г.
