2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑
2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂ ↓+ Na₂SO₄
m(CuSO₄ ) = 250 · 1,168 · 0,45 = 131,4 г
n(CuSO₄ ) = 131,4 ÷ 160 = 0,82125 моль - избытокn(Na) = 13,8 ÷ 23 = 0,6 мольn(Na) = n(NaOH) = 0,6 моль
n(H₂) = 0,5n(Na) = 0,3 моль
n(CuSO₄ прореагировало) = 0,5n(NaOH) = 0,3 моль
n(CuSO₄ осталось) = 0,5n(NaOH) = 0,82125 - 0,3 = 0,52125 моль
m(CuSO₄ осталось) = 0,52125 · 160 = 83,4 г
n(Na₂SO₄ ) = 0,5n(NaOH) = 0,3 моль
m(Na₂SO₄ ) = 0,3 ·142 = 42,6 г
n(Cu(OH)₂) = n(CuSO₄ прореагировало) = 0,3 моль
m(Cu(OH)₂) = 0,3 · 98 = 29,4 г
m(H₂) = 0,3 · 2 = 0,6 г
m(раствора) = 250 · 1,168 + 13,8 - 29,4 - 0,6 = 275,8 г
ω(CuSO₄ осталось) = 83,4 ÷ 275,8 = 0,30, или 30%
ω(Na₂SO₄ ) = 42,6 ÷ 275,8 = 0,15, или 15%
[Ag⁺] = 10⁻³моль/л
Объяснение:
ЭДС гальванического элемента рассчитывают как разность равновесных потенциалов катода и анода:
Е= Ек – Еа.
катодом является электрод, имеющий больший потенциал восстановления. Находим по таблицам:
Е°Ag⁺/Ag= +0,799 B
E°Fe²⁺/Fe= - 0,440 B
По уравнению Нернста:
E=E° + (0,059/n)*lg[Mezⁿ⁺]
Ек= 0,799 + (0,059/1)*lg[Ag⁺]
Ea= - 0,440+(0,059/2)*lg(10⁻³)= -0,5285В
[Ag⁺] = x
Е= Ек - Еа = 0,799 + (0,059/1)*lg(x) - (-0,5285) = 1,152
Ек = Е + Еа = 1,152В - 0,5285В = 0,6235В
Ек = 0,799 + (0,059/1)*lgx = 0,6235
lg(x) = - 2.97
х = 10⁻³моль/л; [Ag⁺] = 10⁻³моль/л
W(H2SO4) = 9.3% ==> m(H2SO4) = (34.3/100)*9.3 = 3.1899 г
p(H2SO4) = 1.05 г/см³;
m = p*V ==> p = m/V ==> V = m/p = 3.1899/1.05 = 3.038 мл