Сколько граммов натрия образовалось при электролизе 585 г расплава хлорида натрия, при котором выделилось 112 л хлора

Для решения этой задачи, нам нужно использовать законы электролиза. Первым шагом мы должны установить соотношение между количеством субстанции, выделенной на электроде, и количество субстанции, которое претерпело электролиз.

Закон Фарадея утверждает, что количество субстанции, выделившейся на электроде, пропорционально количеству заряда, протекшего через систему. Выражение для этого закона выглядит следующим образом:

\(Q = n \cdot F\),

где:
\(Q\) - количество заряда в кулонах (Кл),
\(n\) - количество молей субстанции, прошедшей через систему,
\(F\) - постоянная Фарадея, которая равна 96500 Кл/моль.

Нам также понадобится уравнение электролиза, которое связывает количество электролизованной субстанции с количеством заряда:

\(Q = I \cdot t\),

где:
\(I\) - сила электрического тока в амперах (А),
\(t\) - время, в течение которого протекал электролиз в секундах (с).

Теперь применим эти законы к нашей задаче.

Мы знаем, что выделилось 112 л хлора \(Cl_2\). Для перевода объёма в количество вещества, используем уравнение состояния идеального газа:

\(n = \frac{{V}}{V_m}\),

где:
\(n\) - количество молей газа,
\(V\) - объём газа,
\(V_m\) - молярный объём газа при стандартных условиях (22.4 л/моль).

Подставляя данные из задачи, получаем:

\(n = \frac{{112}}{22.4} = 5\;mol\).

Следующий шаг - найти количество заряда, протекшего через систему. Используем формулу объёма электролизованного газа:

\(Q = I \cdot t\).

Так как в задаче нет информации о силе тока и времени, мы не можем вычислить точное значение количества заряда.

Теперь мы можем использовать первое уравнение:

\(Q = n \cdot F\).

Подставляем известные значения:

\(Q = 5 \cdot 96500 = 482500\; Кл\).

Теперь, когда у нас есть количество заряда, мы можем найти количество образовавшегося натрия.

Закон Фарадея говорит нам, что количество вещества, выделившегося на электроде, пропорционально количеству заряда. Поэтому:

\(n_{Na} = \frac{{Q_{Na}}}{F}\),

где:
\(Q_{Na}\) - количество заряда, необходимое для образования натрия.

Подставляем известные значения:

\(n_{Na} = \frac{{482500}}{96500} = 5\;mol\).

Теперь мы можем использовать формулу связи количества вещества с массой:

\(m = n \cdot M\),

где:
\(m\) - масса в граммах,
\(n\) - количество молей,
\(M\) - молярная масса.

Молярная масса натрия \(Na\) равна 23 г/моль.
Подставляем известные значения:

\(m = 5 \cdot 23 = 115\;г\).

Таким образом, при электролизе 585 г расплава хлорида натрия образуется 115 г натрия.