ГЛАВНАЯ » РЕШЕБНИК

2023-03-04   
Соль натрия желтого цвета массой 6,48 г растворили в воде, подкислили серной кислотой, получив оранжевый раствор. При добавлении избытка раствора сульфита калия образовался раствор зеленовато-фиолетового цвета. Какая масса металлического хрома может быть выделена при электролизе полученного раствора?


Решение:


Соль натрия желтого цвета, раствор которой при подкислении становится оранжевым, - хромат натрия $Na_{2}CrO_{4}$. Записываем уравнения протекающих реакций. При подкислении раствора хромата натрия образуется дихромат натрия:

$2Na_{2}CrO_{4} + H_{2}SO_{4} = Na_{2}Cr_{2}O_{7} + Na_{2}SO_{4} + H_{2}O$ (а)

Дихромат натрия восстанавливается сульфитом калия в присутствии серной кислоты до сульфата хрома (III); образуется раствор зеленовато-фиолетового цвета:

$Na_{2}Cr_{2}O_{7} + 3K_{2}SO_{2} + 4H_{2}SO_{4} = Cr_{2}(SO_{4} )_{3} + 3K_{2}SO_{4} + Na_{2}SO_{4} + 4H_{2}O$ (б)
$\left . \begin{matrix} \overset{+6}{2Cr} + 6e^{-} = \overset{+3}{2Cr} \\ \overset{+4}{S} - 2e^{-} + \overset{+6}{S} \end{matrix} \right | \begin{matrix} 1 \\ 3 \\ \end{matrix}$

Электролиз водного раствора сульфата хрома (III):

$катод (-) Cr^{3+} + 3e^{-} = Cr$ (в)
$2H_{2}O + 2e^{-} =H_{2} + 2OH^{-}$
$анод (+) 2H_{2}O - 4e^{-} = 4H^{+} + O_{2}$

Определяем исходное количество вещества хромата натрия:

$n(Na_{2}CrO_{4}) = \frac{m(Na_{2}CrO_{4})}{M(Na_{2}CrO_{4})}; n(Na_{2}CrO_{4}) = \frac{6,48}{162} моль = 0,04 моль$.

Сопоставляя уравнения реакций (а), (б) и (в), получаем:

$n(Cr) = n(Na_{2}CrO_{4}); n(Cr) = 0,04 моль$.

Определяем массу хрома, который может быть выделен при электролизе:

$m(Cr) = n(Cr) M(Cr); m(Cr) = 0,04 \cdot 52 г = 2,08 г$.