ХИМИЯ. НУЖНО ПОЛНОЕ РЕШЕНИЕ И УРАВНЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА Кислород, который выделился при электролизе медного купороса, полностью пошел на сжигание 12г алюминия с 10% примесей, определить минимальную массовую долю медного купороса в 0,5 л раствора соли.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Решение:

Сначала найдем количество вещества медного купороса (CuSO4) в растворе.
Молярная масса CuSO4 = 63,5 + 32 + 4*16 = 160 г/моль

Масса CuSO4 в 0,5 л раствора:
n = m/M = V*c/M,
где n - количество вещества, m - масса, M - молярная масса, V - объем раствора, c - концентрация раствора

n = 0,510/M = 0,510/160 = 0,03125 моль

Так как кислород выделился при электролизе медного купороса полностью пошел на сжигание алюминия, то кислорода, выделившегося при электролизе, соответствует масса алюминия, которая полностью окисляется в алюминий оксид Al2O3. Таким образом, масса кислорода, выделившегося в результате электролиза медного купороса, равна массе алюминия, которая участвует в реакции с кислородом.

Масса кислорода:
m(O) = 12 г

Теперь найдем какую массу алюминия соответствует данной массе кислорода.

Молярная масса Al = 27 г/моль
Молярная масса O = 16 г/моль

Количество молей кислорода в 12 г:
n(O) = m(O)/M(O) = 12/16 = 0,75 моль
По балансировке реакции: 4Al + 3O2 = 2Al2O3
1 моль Al = 3/4 моль O2
n(Al) = n(O)/34 = 0,75/(34) = 0,0625 моль
m(Al) = n(Al)M(Al) = 0,062527 = 1,6875 г

Теперь найдем, какой массовой доле медного купороса соответствует 1,6875 г алюминия.

Массовая доля медного купороса в растворе:
m(CuSO4) = nМ(CuSO4) = 0,03125160 = 5 г

Итак, минимальная массовая доля медного купороса в растворе соли равна 5 г/50 г * 100% = 10%

Уравнение электролиза:

CuSO4 -> Cu + SO4 + 2e-
2H2O -> O2 + 4H+ + 4e- (на аноде)
Cu + O2 -> CuO (на катодер/в смесе с алюминием)