Номер 820, страница 144 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

820. При электролизе расплава хлорида магния был получен хлор объёмом (н. у.) $73.0 \text{ дм}^3$. Соль какой массой разложилась при этом?

Дано:

$V(Cl_2) = 73,0 \text{ дм}^3$ (н. у.)

Перевод в СИ:

$V(Cl_2) = 73,0 \text{ дм}^3 = 73,0 \times 10^{-3} \text{ м}^3 = 0,0730 \text{ м}^3$

Найти:

$m(MgCl_2)$

Решение:

Процесс электролиза расплава хлорида магния описывается следующим химическим уравнением. На катоде происходит восстановление магния, а на аноде — окисление хлорид-ионов с образованием газообразного хлора.

$MgCl_2 \xrightarrow{\text{электролиз}} Mg + Cl_2 \uparrow$

Из уравнения реакции видно, что стехиометрическое соотношение между разложившимся хлоридом магния и выделившимся хлором составляет 1:1.

Сначала найдем количество вещества (число моль) хлора, который выделился в ходе реакции. Для этого воспользуемся молярным объемом газов при нормальных условиях (н. у.), который равен $V_m = 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$.

$n(Cl_2) = \frac{V(Cl_2)}{V_m} = \frac{73,0 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} \approx 3,2589 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, количество вещества разложившегося хлорида магния равно количеству вещества выделившегося хлора:

$n(MgCl_2) = n(Cl_2) \approx 3,2589 \text{ моль}$

Далее рассчитаем молярную массу хлорида магния ($MgCl_2$). Для этого используем относительные атомные массы элементов из Периодической системы: $Ar(Mg) \approx 24 \text{ а.е.м.}$, $Ar(Cl) \approx 35,5 \text{ а.е.м.}$

$M(MgCl_2) = Ar(Mg) + 2 \cdot Ar(Cl) = 24 + 2 \cdot 35,5 = 24 + 71 = 95 \text{ г/моль}$

Наконец, вычислим массу хлорида магния, которая разложилась в результате электролиза, по формуле $m = n \cdot M$:

$m(MgCl_2) = n(MgCl_2) \cdot M(MgCl_2) \approx 3,2589 \text{ моль} \cdot 95 \text{ г/моль} \approx 309,6 \text{ г}$

Поскольку объем хлора в условии задачи дан с тремя значащими цифрами (73,0), результат следует округлить до трех значащих цифр.

Ответ: масса разложившейся соли $MgCl_2$ составляет приблизительно 310 г.