4. По уравнению электролиза решите задачу: а) На сколько граммов увеличится масса катода при полном электролизе 133,3 мл 20%-го раствора сульфата меди (р=1,2 г/см3)?б) Рассчитайте массовую долю кислоты в растворе после реакции.Ответ: а)12,8г; б)13,6г

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

а) Сначала найдем количество вещества меди, содержащееся в растворе:

V = 133,3 мл = 0,1333 л
С = 20%
m = pV = 1,2 г/см³ 0,1333 л = 0,15996 г

Молярная масса CuSO₄ = 63,55 г/моль + 32,07 г/моль + 4*16 г/моль = 159,61 г/моль

n = m/M = 0,15996 г / 159,61 г/моль = 0,001 г/моль

На катоде медь осаждается по уравнению:
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

Соответственно, 2 моля электронов отнимают 1 моль Cu:

m(Cu) = n(Cu) M(Cu) = 0,001 г/моль 63,55 г/моль = 0,06355 г

Таким образом, масса меди, отложившейся на катоде, равна 0,06355 г. Увеличится масса катода на эту величину, значит, 0,06355 г.

б) Рассчитаем массу медионного катиона в растворе после электролиза. После процесса на катод отложилось 0,06355 г меди, что равно 0,001 г/моль Cu. Так как в 1 моль медионного катиона содержится 1 моль кислоты, то масса кислоты в растворе равна 0,06355 г.

Масса исходного раствора меди соответственно равна 0,15996 г.

Массовая доля кислоты в растворе после реакции:
X(H₂SO₄) = m(H₂SO₄) / m(H₂SO₄) + m(CuSO₄) = 0,06355 г / (0,06355 г + 0,15996 г) ≈ 0,2858 или 28,6%