Химия
8 класс
Вопрос
Любознательный Ученик прочитал в учебнике по химии: «Если в состав соли входит катион щелочного металла, то при электролизе раствора этой соли на катоде должно происходить восстановление воды с выделением водорода … Если в состав соли входит кислотный остаток кислородсодержащей кислоты, то при электролизе раствора на аноде происходит окисление воды и выделяется кислород» - и решил проверить, так ли это.
Для своих опытов он взял некоторый объем 10%-го раствора сульфита натрия (плотность 1,1 г/мл) и в течение некоторого времени подвергал его электролизу. С удивлением Любознательный Ученик обнаружил, что при этом газ выделяется только на одном из электродов, при этом при завершении опыта его масса оказалась равна массе кислорода объемом 70 мл (н.у.). При добавлении избытка раствора хлорида бария к получившемуся раствору выпало 22,5 г осадка. Объясните причину несоответствия наблюдаемых явлений с написанным в учебнике. Определите объем изначального раствора, взятого Любознательным Учеником и напишите уравнение реакции электролиза.
Ответ
Электролиз раствора сульфита натрия:
$Na_{2}SO_{3} + H_{2}O = Na_{2}SO_{4} + H_{2}$
Масса кислорода объемом 70 мл = 0,1 г = масса водорода, выделившегося при электролизе. Количество водорода - 0,05 моль. В осадок выпадает либо сульфат бария, либо смесь сульфата и сульфита бария. Если выделилось 0,05 моль водорода, то выпало 0,05 моль $BaSO_{4}$, т.е. 11,65 г. Но так как выделилось 22,5 г, значит в растворе еще остался сульфит, который выпал в осадок в виде $BaSO_{3}$ массой $22,5 - 11,65 = 10,85 г$ (NULL,05 моль). Таким образом, изначально в растворе было 0,1 моль $Na_{2}SO_{3}$, т.е. 12,6 г. Объем раствора составил 114,5 мл.
Несоответствие наблюдаемого написанному в учебнике происходит из -за того, что в водном растворе сульфита на аноде окисляется не вода, а сульфит-ион.