При электролизе водного раствора хлорида цинка на катоде выделился цинк массой 69,25г, а на аноде – хлор объемом 28,24л (н.у.). Определите выход цинка, если выход хлора составил 91% от теоретически возможного.

Найдем количество хлора, которое должно было выделиться на аноде по теории:

1 моль цинка соответствует выделению 2 моль хлора, так как по уравнению реакции:

ZnCl2 → Zn + Cl2

Молярная масса ZnCl2 = 65,4 г/моль, следовательно, количество молей цинка можно найти по формуле:

n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 69,25 г / 65,4 г/моль = 1,057 моль

Тогда количество молей хлора, которое должно было выделиться на аноде:

n(Cl2) = 2 * n(Zn) = 2,114 моль

Объем хлора при н.у. можно найти по уравнению Менделеева-Клапейрона:

V(Cl2) = n(Cl2) * R * T / P = 2,114 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 273 К / 101325 Па = 56,6 л

Таким образом, теоретический выход хлора составляет:

(28,24 л / 56,6 л) * 100% = 50%

Так как фактический выход хлора составил 91%, то выход цинка можно найти по формуле:

Выход цинка = (фактический выход хлора / теоретический выход хлора) * (масса цинка / молярная масса цинка)

Выход цинка = (91% / 50%) * (69,25 г / 65,4 г/моль) = 2,12 моль

Выход цинка в процентах от теоретически возможного:

Выход цинка = (2,12 моль / 1,057 моль) * 100% = 200%