Электролиз раствора объемом 200 мл (р = 1,02 г/мл) с массовой
долей сульфата меди (ii) 6% проводили до тех пор, пока масса раствора не
уменьшилась на 5 г. определите массовые доли вещества в оставшемся рас-
творе и массы продуктов, выделившихся на электродах. (w (cuso) = 1,13%;
o (h,so) = 3,08%; m (cu) = 4 г; m (0,) = 1 г).
Первым этапом будет определение массы иначе расствора, которая уменьшилась на 5 г. Масса раствора изначально равна объему, умноженному на плотность:
Масса раствора = объем раствора * плотность раствора
Масса раствора = 200 мл * 1,02 г/мл
Масса раствора = 204 г
Далее нужно вычислить массу сульфата меди (II) в изначальном расстворе. Для этого умножим массу раствора на массовую долю сульфата меди (II):
Масса сульфата меди (II) = масса раствора * массовая доля сульфата меди (II)
Масса сульфата меди (II) = 204 г * 0,06
Масса сульфата меди (II) = 12,24 г
Теперь мы можем определить массовые доли вещества в оставшемся растворе. Для этого вычтем массу сульфата меди (II) из общей массы раствора и разделим результат на общую массу:
Массовая доля CuSO4 = (Масса раствора - Масса сульфата меди (II)) / Масса раствора * 100%
Массовая доля CuSO4 = (204 г - 12,24 г) / 204 г * 100%
Массовая доля CuSO4 = 91,19%
Массовая доля H2SO4 = 100% - Массовая доля CuSO4
Массовая доля H2SO4 = 100% - 91,19%
Массовая доля H2SO4 = 8,81%
Теперь рассмотрим массы продуктов, выделившихся на электродах. Здесь нам даны массы меди и кислорода.
Масса меди (Cu) = 4 г
Масса кислорода (O2) = 1 г
Наконец, мы можем решить задачу, используя закон Кулона и молекулярные массы веществ. Нам даны массы меди и кислорода, поэтому мы можем определить количество вещества:
Количество вещества Cu = Масса меди / Молекулярная масса меди
Количество вещества Cu = 4 г / 63,55 г/моль
Количество вещества Cu = 0,063 моль
Количество вещества O2 = Масса кислорода / Молекулярная масса кислорода
Количество вещества O2 = 1 г / 32 г/моль
Количество вещества O2 = 0,03125 моль
Закон Кулона гласит, что отношение количества зарядов к заряду одного электрона равно 1:1. Поэтому число моль кислорода, что прошло через раствор, равно числу моль кислорода, что прошло через медь:
Количество вещества O2 = Количество вещества Cu
0,03125 моль = 0,063 моль
Теперь мы можем вычислить массы продуктов электролиза. Для этого умножим количество вещества на их молекулярные массы:
Масса продукта Cu = Количество вещества Cu * Молекулярная масса Cu
Масса продукта Cu = 0,063 моль * 63,55 г/моль
Масса продукта Cu = 4 г
Масса продукта O2 = Количество вещества O2 * Молекулярная масса O2
Масса продукта O2 = 0,03125 моль * 32 г/моль
Масса продукта O2 = 1 г
Итак, ответ на задачу:
Массовая доля CuSO4 в оставшемся растворе: 91,19%
Массовая доля H2SO4 в оставшемся растворе: 8,81%
Масса продукта Cu в результате электролиза: 4 г
Масса продукта O2 в результате электролиза: 1 г