Question

Для проведения электролиза на инертных электродах взяли 340 г 40%-ного раствора нитрата серебра. После того как масса раствора уменьшилась на 46,4 г, процесс остановили. К образовавшемуся раствору добавили 207,5 г 40%-ного раствора иодида калия. (Восстановлением азотной кислоты пренебречь.) Определите массовую долю иодида калия в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: найти количество вещества серебра и кислорода, выделившихся при электролизе, затем проследить превращение оставшегося нитрата серебра при взаимодействии с иодидом калия и вычислить массовую долю непрореагировавшего иодида калия в конечном растворе.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{4AgNO3 + 2H2O ->[электролиз] 4Ag + 4HNO3 + O2 ^}$$

$$\ce{AgNO3 + KI -> AgI v + KNO3}$$

**Расчёты:**

1) Определим количество вещества серебра и кислорода, выделившихся при электролизе.

Пусть $n(\ce{O2}) = x$ моль, тогда из уравнения электролиза $n(\ce{Ag}) = 4x$ моль.

Уменьшение массы раствора произошло за счёт выделения этих веществ:

$$m(\ce{O2}) + m(\ce{Ag}) = 46{,}4 	ext{ г}$$

$$32x + 108 \cdot 4x = 46{,}4$$

$$32x + 432x = 46{,}4$$

$$464x = 46{,}4$$

$$x = 0{,}1$$

Следовательно, $n(\ce{O2}) = 0{,}1$ моль, $n(\ce{Ag}) = 0{,}4$ моль.

2) Найдём исходное количество вещества нитрата серебра:

$$m(\ce{AgNO3}) = 340 \cdot 0{,}4 = 136 	ext{ г}$$

$$n(\ce{AgNO3}) = \frac{136}{170} = 0{,}8 	ext{ моль}$$

3) Вычислим количество вещества нитрата серебра, прореагировавшего при электролизе:

$$n_{	ext{прореаг.}}(\ce{AgNO3}) = 4 \cdot 0{,}1 = 0{,}4 	ext{ моль}$$

Оставшееся количество:

$$n_{	ext{ост.}}(\ce{AgNO3}) = 0{,}8 - 0{,}4 = 0{,}4 	ext{ моль}$$

4) Определим количество вещества иодида калия в добавленном растворе:

$$m(\ce{KI}) = 207{,}5 \cdot 0{,}4 = 83 	ext{ г}$$

$$n(\ce{KI}) = \frac{83}{166} = 0{,}5 	ext{ моль}$$

5) При взаимодействии оставшегося нитрата серебра с иодидом калия прореагирует количество иодида калия, равное количеству серебра:

$$n_{	ext{прореаг.}}(\ce{KI}) = n_{	ext{ост.}}(\ce{AgNO3}) = 0{,}4 	ext{ моль}$$

Оставшееся количество иодида калия:

$$n_{	ext{ост.}}(\ce{KI}) = 0{,}5 - 0{,}4 = 0{,}1 	ext{ моль}$$

$$m_{	ext{ост.}}(\ce{KI}) = 0{,}1 \cdot 166 = 16{,}6 	ext{ г}$$

6) Вычислим массу конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн.}} = 340 + 207{,}5 - 46{,}4 - 0{,}4 \cdot 235 = 340 + 207{,}5 - 46{,}4 - 94 = 407{,}1 	ext{ г}$$

7) Найдём массовую долю оставшегося иодида калия:

$$\omega(\ce{KI}) = \frac{16{,}6}{407{,}1} = 0{,}0408 = 4{,}08\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии