При электролизе с графитовыми электродами 5%-ного раствора нитрата меди(II) массой 376 г на катоде выделилось 2,24 л (н. у.) газа. В оставшийся раствор добавили 120 г 20%-ного раствора едкого натра. Определите концентрации веществ в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

На катоде происходит редукция катиона меди(II):

Cu^2+ + 2e^- -> Cu

Молярная масса Cu = 63,5 г/моль.
Масса меди, выделившейся на катоде: m = 376 г * 0,05 = 18,8 г.

Теперь найдем количество молей меди, выделившейся на катоде:

n = m / M = 18,8 г / 63,5 г/моль = 0,296 моль.

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль меди(II) идет 2 моля электронов. Следовательно, количество молей переданных электронов равно 0,592 моль.

Объем выделившегося газа на катоде при нормальных условиях равен объему водорода:

V = 2,24 л = 0,2 моль (при н. у.).

Таким образом, количество молей водорода, выделившегося на катоде: n = 0,2 моль.

Теперь определим, сколько моль едкого натра содержится в 120 г 20%-ного раствора:

Молярная масса NaOH = 40 г/моль.
Масса NaOH в растворе: m = 120 г * 0,2 = 24 г.

Количество молей едкого натра: n = m / M = 24 г / 40 г/моль = 0,6 моль.

После добавления едкого натра в раствор происходит нейтрализация меди:

Cu + 2NaOH -> Cu(OH)2 + 2Na

Количество молей меди(II), оставшейся в растворе:

n(Cu) = n(CuSO4) - 2n(NaOH) = 0,296 моль - 2 * 0,6 моль = -0,904 моль (избыток).

Теперь найдем концентрации веществ в полученном растворе:концентрация Cu: 0 моль/л,концентрация NaOH: (0,6 моль + 0,904 моль) / объем раствора.

В ответе необходимо указать уравнения реакций, вычисления и концентрации веществ.