Question

При электролизе 500 г водного раствора сульфата меди на аноде выделилось 14 л газа. Найти массовую долю (в %) сульфата меди в исходном растворе.

Answer 1

2CuSO4 + 2H2O —>(эл. ток) 2Cu + O2 + 2H2SO4
1)n(O2)=14/22.4=0.625 моль => по уравнению хим реакции n(CuSO4)=2*0.625=1.25 моль
2)m(CuSO4)=1.25*160=200 г
3) w(CuSO4)=(200/500)*100%=40%
Ответ: 40%

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы электролиза и стехиометрию химических реакций.

1. Сначала найдем количество молей кислорода, которое выделилось на аноде. По закону Фарадея, один моль электронов соответствует выделению одного моля кислорода. Масса молекулы кислорода (O2) составляет примерно 32 г/моль. Таким образом, 14 л газа (при нормальных условиях) содержат около 0.5 моль кислорода.

2. По уравнению реакции электролиза воды на аноде происходит окисление ионов гидроксида (OH-) до кислорода (O2):

   4OH- -> 2H2O + O2 + 4e-

Так как 4 моли OH- дают 1 моль O2, то 0.5 моль O2 соответствуют 2 моль OH-.

3. Теперь найдем количество молей меди (Cu2+) в растворе. С учетом, что каждый моль меди выделяет 2 моля электронов, и у нас было выделено 4 моля электронов, то 4 моля электронов соответствуют 2 молям меди.

4. Теперь мы можем найти массовую долю сульфата меди (CuSO4) в исходном растворе. Масса меди в медном сульфате равна массе медионов (Cu2+), а масса сульфата (SO4^2-) равна массе сульфата меди.

Масса сульфата меди (CuSO4) = масса меди (Cu2+) + масса сульфата (SO4^2-)

Масса сульфата меди (CuSO4) = (2 моль Cu2+) * (63.55 г/моль Cu) + (0.5 моль SO4^2-) * (32.07 г/моль S + 16.00 г/моль O)

Масса сульфата меди (CuSO4) = 127.1 г + 24.035 г = 151.135 г

Теперь мы знаем массу сульфата меди, выделенного во время электролиза, и массу исходного раствора (500 г). Массовая доля сульфата меди в растворе равна:

Массовая доля (%) = (масса сульфата меди / масса исходного раствора) * 100%

Массовая доля (%) = (151.135 г / 500 г) * 100% ≈ 30.23%

Итак, массовая доля сульфата меди в исходном растворе составляет около 30.23%.