Растворяют смесь 20,0 г хлорида и нитрата меди (II) в 250 мл воды и электролизуют полученный раствор до полного растворения солей с получением 8,15 металла. Рассчитайте массовую долю электролита в растворе после электролиза.
Добрый день! Давайте разберем пошаговое решение данной задачи.
Шаг 1: Найдем мольную массу хлорида и нитрата меди (II).
1) Хлорид меди (II) состоит из ионов Cu2+ и Cl-. Молярная масса CuCl2 равна 63,546 г/моль (молярная масса меди) + 35,453 г/моль (молярная масса хлора) * 2 = 134,44 г/моль.
2) Нитрат меди (II) состоит из ионов Cu2+ и NO3-. Молярная масса Cu(NO3)2 равна 63,546 г/моль (молярная масса меди) + (14,007 г/моль (молярная масса азота) + 16,00 г/моль (молярная масса кислорода) * 3)*2 = 187,57 г/моль.
Шаг 2: Рассчитаем количество вещества каждого компонента в смеси.
1) Для хлорида меди (II): n(CuCl2) = масса(CuCl2) / молярная масса(CuCl2) = 20,0 г / 134,44 г/моль = 0,149 моль.
2) Для нитрата меди (II): n(Cu(NO3)2) = масса(Cu(NO3)2) / молярная масса(Cu(NO3)2) = 20,0 г / 187,57 г/моль = 0,107 моль.
Шаг 3: Определяем вещество, которое будет реагировать в электролизе.
Металл медь (Cu) будет образовываться на катоде. Можно увидеть, что в молекуле Cu(NO3)2 содержится 2 иона Cu2+, а в CuCl2 - только 1 ион Cu2+. Значит, масса меди, образующейся из Cu(NO3)2, будет вдвое больше массы меди, образующейся из CuCl2.
Шаг 4: Рассчитываем массу образовавшегося металла меди.
Масса меди, образующейся из CuCl2: масса(Cu) = кол-во вещества(Cu) * молярная масса(Cu) = 0,149 моль * 63,546 г/моль = 9,47 г.
Масса меди, образующейся из Cu(NO3)2: масса(Cu) = кол-во вещества(Cu) * молярная масса(Cu) = 0,107 моль * 63,546 г/моль = 6,79 г.
Общая масса образовавшегося металла меди: 9,47 г + 6,79 г = 16,26 г.
Шаг 5: Рассчитываем массовую долю электролита в растворе после электролиза.
Масса электролита = масса хлорида и нитрата меди (II) = 20,0 г.
Массовая доля электролита = масса хлорида и нитрата меди (II) / масса раствора = 20,0 г / (20,0 г + 16,26 г) = 0,551 или 55,1%.
Таким образом, массовая доля электролита в растворе после электролиза составляет 55,1%.
Шаг 1: Найдем мольную массу хлорида и нитрата меди (II).
1) Хлорид меди (II) состоит из ионов Cu2+ и Cl-. Молярная масса CuCl2 равна 63,546 г/моль (молярная масса меди) + 35,453 г/моль (молярная масса хлора) * 2 = 134,44 г/моль.
2) Нитрат меди (II) состоит из ионов Cu2+ и NO3-. Молярная масса Cu(NO3)2 равна 63,546 г/моль (молярная масса меди) + (14,007 г/моль (молярная масса азота) + 16,00 г/моль (молярная масса кислорода) * 3)*2 = 187,57 г/моль.
Шаг 2: Рассчитаем количество вещества каждого компонента в смеси.
1) Для хлорида меди (II): n(CuCl2) = масса(CuCl2) / молярная масса(CuCl2) = 20,0 г / 134,44 г/моль = 0,149 моль.
2) Для нитрата меди (II): n(Cu(NO3)2) = масса(Cu(NO3)2) / молярная масса(Cu(NO3)2) = 20,0 г / 187,57 г/моль = 0,107 моль.
Шаг 3: Определяем вещество, которое будет реагировать в электролизе.
Металл медь (Cu) будет образовываться на катоде. Можно увидеть, что в молекуле Cu(NO3)2 содержится 2 иона Cu2+, а в CuCl2 - только 1 ион Cu2+. Значит, масса меди, образующейся из Cu(NO3)2, будет вдвое больше массы меди, образующейся из CuCl2.
Шаг 4: Рассчитываем массу образовавшегося металла меди.
Масса меди, образующейся из CuCl2: масса(Cu) = кол-во вещества(Cu) * молярная масса(Cu) = 0,149 моль * 63,546 г/моль = 9,47 г.
Масса меди, образующейся из Cu(NO3)2: масса(Cu) = кол-во вещества(Cu) * молярная масса(Cu) = 0,107 моль * 63,546 г/моль = 6,79 г.
Общая масса образовавшегося металла меди: 9,47 г + 6,79 г = 16,26 г.
Шаг 5: Рассчитываем массовую долю электролита в растворе после электролиза.
Масса электролита = масса хлорида и нитрата меди (II) = 20,0 г.
Массовая доля электролита = масса хлорида и нитрата меди (II) / масса раствора = 20,0 г / (20,0 г + 16,26 г) = 0,551 или 55,1%.
Таким образом, массовая доля электролита в растворе после электролиза составляет 55,1%.