Объяснение:
Электролиз нитрата свинца с угольными электродами:
1) Запишем уравнение электролитической диссоциации соли Pb(NO₃)₂ и воды:
Pb(NO₃)₂ ⇄ Pb²⁺ + 2NO₃⁻
H₂O⇄2H⁺+OH⁻
То есть в растворе присутствуют гидратированные ионы Pb²⁺и NO₃⁻, а также молекулы воды, представляющие собой диполи Н⁺– ОН⁻.
2) У поверхности каждого из электродов на электродах будут скапливаться два сорта частиц: у катода – катионы Pb₂⁺ и молекулы воды, а у анода – анионы NO3⁻ и молекулы воды. Следовательно, на каждом из электродов будут протекать два конкурирующих процесса.
3) Определяем частицы, участвующие в анодном процессе (окисления).
Азотная кислота кислород содержащая, поэтому ион NO3⁻ не будет окисляться на аноде, вместо него окисляются молекулы воды:
2Н₂О – 4е⁻ = О₂⁰ + 4Н⁺
3) Составляем суммарное ионное, а затем – суммарное молекулярное уравнения процесса электролиза:
(K–): Pb2²⁺ + 2e⁻ = Pb⁰↓
(A+): 2Н₂О – 4е⁻ = О₂⁰↑ + 4Н⁺
2Pb²⁺ + 2Н₂О = 2Pb⁰ + О₂⁰↑ + 4Н⁺
2Pb(NO₃)₂ + 2Н₂О = 2Pb⁰ + О₂⁰ + 4НNO₃
Таким образом, при электролизе водного раствора Pb(NO₃)₂ с угольными электродами в процессе электролиза участвует как сам электролит, так и молекулы воды. Основными продуктами электролиза являются атомы свинца и молекулярный кислород, побочным продуктом является азотная кислота, накапливающаяся в прианодном пространстве.
2) Электролиз раствора серной кислоты H₂SO₄
H₂SO₄=2H⁺ +SO₄²⁻
H₂O⇄2H⁺+OH⁻
Катод (-) ← 2H⁺ + SO₄²⁻ → анод (+)
катод (-) 2H⁺ + 2e⁻ = H₂⁰
анод (+) 2H₂O – 4е⁻= O₂ + 4H⁺
2H⁺ + 2e⁻ = H₂⁰
2H₂O – 4е⁻= O₂ + 4H⁺
4H⁺ + 2H₂O = 2H₂⁰ + 4H⁺ +O₂⁰
В растворе остаются ионы Н⁺ и SO₄²⁻
2H₂O = 2H₂⁰ + O₂⁰
1) Некорректная, на мой взгляд, формулировка вопроса. Надо или записать уравнение реакции, либо четко указать, о каком именно тепловом эффекте идет речь (на 1 моль бензола или на 2 моль). Для ответа выбран вариант сгорания 1 моль бензола.
Термохимическое уравнение реакции сгорания 1 моль бензола:
C6H6(ж) + 7,5 O2(г) = 6 CO2(г) + 3 H2O(пар), ΔH= -3 135,58 кДж/моль
Одно из следствий закона Гесса - тепловой эффект реакции ΔH можно рассчитать как разность теплот образования ΔHf продуктов и реагентов (с учетом стехиометрических коэффициентов):
ΔH = ∑ΔHf(продукты) - ∑ΔHf(реагенты)
В нашем случае:
ΔH = 6*ΔHf(CO2(г)) + 3*ΔHf(H2O(пар)) - ΔHf (C6H6(ж)) - 7,5*ΔHf (O2(г))
Теплота образования ΔHf - это тепловой эффект реакции образования одного моль вещества из простых веществ, его составляющих, находящихся в устойчивых стандартных состояниях.
Теплота образования простых веществ принимается равной нулю.
Поэтому 7,5*ΔHf (O2(г)) = 7,5*0 = 0.
По справочным данным:
теплота образования CO2 ΔHf (CO2(г)) = -393,51 кДж/моль
теплота образования H2O ΔHf (H2O(ж)) = -285,83 кДж/моль
теплота парообразования H2O ΔHкип (H2O) = 44,0 кДж/моль
Последняя величина нужна, потому что продукт реакции не стандартная жидкая вода, а ее пар. Знак + означает, что теплота не выделяется, а наоборот, поглощается водой при парообразовании.
Теплота образования водяного пара равна:
ΔHf (H2O(пар)) = ΔHf (H2O(ж)) + ΔHкип (H2O) = -285,83+44,0 =
= -241,83 кДж/моль.
Подставляем справочные данные в уравнение теплового эффекта реакции:
-3 135,58 = 6*(-393,51) + 3*(-245,17) - ΔHf (C6H6(ж))
-3 135,58 = -2 361,06 - 735,51 - ΔHf (C6H6(ж))
-3 135,58 = -3 096,57 - ΔHf (C6H6(ж))
-39,01 = - ΔHf (C6H6(ж))
ΔHf (C6H6(ж)) = 39,01 кДж/моль
2)
Эквивалентная концентрация в случае соли равна молярной концентрации, умноженной на валентность металла и на числе его атомов в молекуле соли.
Сэ=См*(2*1) = 2*См = 2*2 моль/л = 4 моль/л
Сэ = 4 моль/л эквивалентов
Для расчета массовой доли возьмем 1 литр раствора.
Его масса равна произведению объема на плотность: 1,14 г/мл*100 мл = 1140 г
Масса же растворенного сульфата меди равна его молярной массе, умноженной на его количество вещества. Количество вещества n численно равно молярной концентрации: n=2 моль (поскольку взят ровно 1 литр раствора)
Молярная масса сульфата меди равна 160 г/моль.
Отсюда масса вещества равна 2 моль * 160 г/моль = 320 г
Массовая доля равна 320 г/ 1 140 г = 0,28 = 28%
Массовая доля сульфата меди 28%
