Вычислите массу осадка, который образуется при взаимодействии 40г 10% раствора гидроксида натрия с хлоридом цинка.

Дано:

V(O2)= 1,12 л

Δm(Сu) - ?

Решение.

Нитрат меди (ІІ) диссоциирует согласно уравнению:

Сu(NO3)2 ⇄ Cu²⁺ +  2NO₃⁻   (1)

При электролизе водного раствора нитрата меди (ІІ) на инертных электродах протекают следующие процессы:

K(–): Cu²⁺  + e⁻ = Cu;  (2)

А(+): 2H₂O – 4e⁻ = 4H⁺ + O2↑ (3)

Сокращенное ионное уравнение электролиза:

2Cu⁺  + 2H2O = 2Cu + 4H⁺  + O2↑  (4)

Молекулярное уравнение:

2Cu(NO3)₂ + 2H2O = 2Cu + 4HNO3 + O2↑  (5)

Итак, в ходе электролиза раствора нитрата меди (ІІ) на инертных электродах будут выделяться медь (на катоде) и кислород (на аноде).

Увеличение массы катода происходит за счет выделения меди на катоде.

n(O2) = V(O2)/Vm = 1,12 л/22,4 л/моль = 0,05 моль

Из схемы (5) ОВП видно, что n(Cu) = 0,5n(O2)

n(Cu) = 0,5*0,05 моль = 0,025 моль

m(Cu) = n*M = 0,025 моль*64 г/моль = 1,6 г

ответ: 1) 1,6 г

Используя правило Клечковского написать электронную формулу. По электронной формуле это определяется легко. Например, электронная формула углерода 1s2 2s2 2p2, видим что на s-орбиталях по 2 электрона, т. е. они спарены. На p- орбиталях 2 электрона, но 2-р орбиталей три. Значит по правилу Гунда, 2 электрона займут 2 разных р-орбитали, и у углерода - 2 неспаренных электрона. Аналогично рассуждая видим, что у атома азота 1s2 2s2 2p3 - 3 неспаренных электрона. У кислорода 1s2 2s2 2p4 - на р-орбиталях 4 электрона. 3 электрона расположились по одному на разных р-орбиталях, а четвертому отдельного места нет. Поэтому он идет в пару к одному из трех, а два остаются неспаренными. Аналогично у фтора 1s2 2s2 2p5 - один неспаренный электрон, а у неона 1s2 2s2 2p6 нет неспаренных электронов.
Совершенно аналогично нужно рассматривать и d- и f- орбитали (если они задействованы в электронной формуле, и не забывать, что d-орбиталей пять, а f-орбиталей семь.