Номер 821, страница 144 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

821. Калий какой массой выделится при полном электролизе расплава хлорида калия массой 45,0 г?

Дано:

Масса хлорида калия ($KCl$) $m(\text{KCl}) = 45,0 \text{ г}$

Найти:

Массу калия ($K$) $m(\text{K})$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции полного электролиза расплава хлорида калия. При электролизе расплава соли на катоде восстанавливается металл, а на аноде окисляется кислотный остаток.

$2\text{KCl} \xrightarrow{\text{электролиз}} 2\text{K} + \text{Cl}_2 \uparrow$

Из уравнения реакции следует, что из 2 моль хлорида калия образуется 2 моль металлического калия.

2. Рассчитаем молярные массы хлорида калия ($KCl$) и калия ($K$), используя относительные атомные массы из периодической таблицы химических элементов.

Относительная атомная масса калия: $A_r(\text{K}) = 39$.

Относительная атомная масса хлора: $A_r(\text{Cl}) = 35,5$.

Молярная масса калия: $M(\text{K}) = 39 \text{ г/моль}$.

Молярная масса хлорида калия: $M(\text{KCl}) = A_r(\text{K}) + A_r(\text{Cl}) = 39 + 35,5 = 74,5 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества (число моль) хлорида калия массой 45,0 г по формуле:

$\nu = \frac{m}{M}$

$\nu(\text{KCl}) = \frac{m(\text{KCl})}{M(\text{KCl})} = \frac{45,0 \text{ г}}{74,5 \text{ г/моль}} \approx 0,6040 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества калия. Соотношение количеств вещества хлорида калия и калия составляет:

$\frac{\nu(\text{KCl})}{2} = \frac{\nu(\text{K})}{2}$

Следовательно, их количества вещества равны:

$\nu(\text{K}) = \nu(\text{KCl}) \approx 0,6040 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу калия, которая выделится в результате реакции:

$m(\text{K}) = \nu(\text{K}) \cdot M(\text{K})$

$m(\text{K}) \approx 0,6040 \text{ моль} \cdot 39 \text{ г/моль} \approx 23,556 \text{ г}$

6. Округлим полученное значение до трёх значащих цифр, так как исходная масса (45,0 г) дана с такой же точностью.

$m(\text{K}) \approx 23,6 \text{ г}$

Ответ: при полном электролизе 45,0 г расплава хлорида калия выделится 23,6 г калия.