Question

Куча баллов Электролиз 100 г раствора хлорида меди (II) с массовой долей растворённого вещества 13,5% проводили на инертных электродах до тех пор, пока на аноде не выделилось 1,12 л (н.у.) газа. Определите массовую долю хлорида меди в конечном растворе (после прекращения электролиза). Молярную массу меди примите равной 64 г/моль.

Answer 1

Ответ:CuSO4 = Cu(+2) + SO4(-2)

K(-) Cu(+2) + 2e = Cu(0)

A(+) 2H2O - 4e = 4H(+) + O2

2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2 + 2H2SO4

m CuSO4 = 400*0.08 = 32 г m Cu = 64*32/160 = 12.8 г v Cu = 12.8/64 = 0.2 моль

проэлектризовался весь сульфат меди и часть воды из раствора. в результате раствор содержит только H2SO4 v H2SO4 = 0.2 моль

w H2SO4 = 0.2*98*100(400 -20.5) = 5.16%

2Н2О = 2Н2 + О2 m H2O = 20.5 - 12.8 - 0.1*32 = 4.5г v H2O = 4,5/18 = 0,25 моль

На катоде выделится 12,8 г меди и 0,5 г Н2, на аноде - 32*0,225 = 7,2 г О2

Answer 2

Давайте рассмотрим данный процесс электролиза и найдем массовую долю хлорида меди в конечном растворе.

1. Посчитаем количество вещества меди (II) хлорида в начальном растворе: Масса меди (II) хлорида = масса раствора * массовая доля хлорида меди = 100 г * 0,135 = 13,5 г

   Количество вещества меди (II) хлорида = масса / молярная масса = 13,5 г / 63,5 г/моль (молярная масса хлорида меди) ≈ 0,212 моль

2. Рассмотрим газ на аноде (газ на аноде - это хлор): Объем хлора (н.у.) = 1,12 л Количество вещества хлора = V / 22,7 (V в литрах, 22,7 л/моль - молярный объем газа при н.у.) = 1,12 / 22,7 ≈ 0,0494 моль

3. Поскольку в процессе электролиза происходит окисление ионов хлорида (Cl-) на аноде с образованием хлора (Cl2), источником электронов для этого окисления являются анионы меди (Cu2+). Таким образом, каждый ион меди (Cu2+) переходит в атом меди (Cu) на катоде, а ионы хлорида (Cl-) окисляются на аноде:

   2Cl- → Cl2 + 2e- Cu2+ + 2e- → Cu

   Соотношение между количеством электронов и ионов меди и хлорида: 2 молекулы Cl2 / 2 иона Cl- = 1 молекула Cu / 2 иона Cu2+

   Таким образом, количество молей ионов меди (Cu2+) равно половине количества молей хлора (Cl2): 0,212 моль Cu2+ = 0,5 * 0,0494 моль Cl2 ≈ 0,0247 моль Cl2

4. Найдем массу хлора (Cl2) в конечном растворе: Масса хлора = количество молей * молярная масса ≈ 0,0247 моль * 70,9 г/моль (молярная масса хлора) ≈ 1,75 г

5. Определим массовую долю хлорида меди в конечном растворе: Массовая доля хлорида меди = масса хлорида меди / масса конечного раствора = 1,75 г / (100 г - 1,75 г) (учитываем, что масса хлорида уменьшилась) ≈ 1,75%

Таким образом, массовая доля хлорида меди в конечном растворе после прекращения электролиза составляет около 1,75%.