Электролиз водного раствора сульфата меди2 с w(cuso4)= 15% продолжали до тех пор, пока массовая доля сульфата меди не составила 7%. Найдите массы всех веществ, выделившихся на электродах,и массовую долю кислоты в конечном растворе, если масса исходного раствора сульфата меди равна 500г.
Масса вещества, выделившегося на катоде, равна 17 г.
Теперь найдем массу сульфата меди, оставшегося в растворе, после электролиза.
Исходная масса сульфата меди в растворе: m(CuSO4) = 15% * 500 г = 75 г
Масса сульфата меди после электролиза: m(CuSO4) = 7% * 500 г = 35 г
Масса сульфата меди, потребовавшегося для выделения на электродах: 75 г - 35 г = 40 г
Наконец, найдем массовую долю кислоты в конечном растворе.
Из рассмотрения внешних потребностей реакции можно заметить, что на катоде выделяется медь, а на аноде образуется кислород. Таким образом, масса серной кислоты остается неизменной в процессе электролиза.
Массовая доля кислоты в конечном растворе: w(H2SO4) = 100% - 15% (массовая доля сульфата меди в начальном растворе) = 85%
Из уравнения реакции на аноде следует, что один эквивалент кислорода выделился на аноде за время электролиза.
n(O) = m(O) / M(O) = 32 g / mol / 32 g/mol = 1 mol
Так как соединение меди содержит два атома кислорода, следовательно мольные отношения между медью и кислородом следующие:
n(O) = n(Cu) / 2
Отсюда n(Cu) = 2 mol
m(Cu) = n(Cu) M(Cu) = 2 mol 63.5 g/mol = 127 g
Масса меди, выделившейся на аноде, равна 127 г.
Теперь найдем массу вещества, выделившегося на катоде.Из уравнения реакции на катоде следует, что один эквивалент меди выделится на катоде за время электролиза.
n(Cu) = m(Cu) / M(Cu) = 63.5 g / mol / 63.5 g/mol = 1 mol
m(OH) = n(Cu) M(OH) = 1 mol (16 g/mol + 1 g/mol) = 17 g
Масса вещества, выделившегося на катоде, равна 17 г.
Теперь найдем массу сульфата меди, оставшегося в растворе, после электролиза.Исходная масса сульфата меди в растворе: m(CuSO4) = 15% * 500 г = 75 г
Масса сульфата меди после электролиза: m(CuSO4) = 7% * 500 г = 35 г
Масса сульфата меди, потребовавшегося для выделения на электродах: 75 г - 35 г = 40 г
Наконец, найдем массовую долю кислоты в конечном растворе.Из рассмотрения внешних потребностей реакции можно заметить, что на катоде выделяется медь, а на аноде образуется кислород. Таким образом, масса серной кислоты остается неизменной в процессе электролиза.
Массовая доля кислоты в конечном растворе: w(H2SO4) = 100% - 15% (массовая доля сульфата меди в начальном растворе) = 85%