В ходе электролиза к 294 г раствора сульфата хрома (III) с массовой долей соли 6% подвели заряд, требуемый для полного осаждения металла в пренебрежении побочными реакциями. В итоговом растворе исходной соли не осталось, при этом образовалась соль другого состава, а также выделилось 1547 мл водорода (при 17 °C и 101,3 кПа). Определите массовую долю (в % с точностью до десятых) образовавшейся соли в итоговом растворе. Объединённое уравнение Фарадея в случае параллельного электролиза на одном электроде: n1·z1 + n2·z2 + … = Q·F−1, где ni – количество вещества i, получаемого в ходе электролиза на данном электроде (в молях); zi – количество электронов в полуреакции с участием вещества i; Q – суммарный подведённый к системе заряд (в Кл), F ≈ 96485 Кл·моль−1 – постоянная Фарадея.

Для начала найдем количество моль сульфата хрома (III) в исходном растворе:

m = 294 г m% = 6% m(H2Cr2O7) = 0.06 * 294 = 17.64 г

Молярная масса сульфата хрома (III) (H2Cr2O7) = 294.08 г/моль n(H2Cr2O7) = m(H2Cr2O7) / M(H2Cr2O7) = 17.64 / 294.08 = 0.06 моль

Так как для полного осаждения металла требуется 6 электронов, то заряд, необходимый для этого, будет: Q = 6 * F = 6 * 96485 = 578910 Кл

Теперь составим уравнение Фарадея для реакции электролиза сульфата хрома (III): n(H2Cr2O7) * 6 + n(H2) = Q 0.06 * 6 + n(H2) = 578910 n(H2) = 578910 - 0.36 = 578909.64 Кл

Теперь найдем количество моль водорода, выделенного в результате реакции: V(H2) = 1547 мл = 1.547 л n(H2) = V(H2) / Vm(H2) = 1.547 / 22.4 = 0.069 моль

Таким образом, в результате реакции образуется 0.069 моль водорода.

Теперь найдем массу образовавшейся соли другого состава: m(H2O) = m - m(H2Cr2O7) = 294 - 17.64 = 276.36 г

Молярная масса воды (H2O) = 18.02 г/моль n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 276.36 / 18.02 = 15.34 моль

Таким образом, образовавшаяся соль другого состава составляет 15.34 моль.

Найдем массовую долю образовавшейся соли в итоговом растворе: m% = m(H2O) / m * 100% = 276.36 / 294 * 100% ≈ 93.9%

Итак, массовая доля образовавшейся соли в итоговом растворе составляет около 93.9%.