Шешімі: Электролиз хлорида меди
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 360 г 18,75%-ного раствора хлорида меди(II). После того как на аноде выделилось 4,48 л (н.у.) газа, процесс остановили и отобрали порцию полученного раствора массой 22,2 г. Вычислите массу 20%-ного раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Шешім по шагам
10 қадамЗапишем уравнение электролиза раствора хлорида меди(II) на инертных электродах:
$$\mathrm{CuCl_2 \rightarrow Cu + Cl_2}$$Найдём массу и количество вещества хлорида меди(II) в исходном растворе:
$$m(\mathrm{CuCl_2})=360\cdot0{,}1875=67{,}5\ \text{г};\quad n(\mathrm{CuCl_2})=\frac{67{,}5}{135}=0{,}5\ \text{моль}$$Количество вещества хлора, выделившегося на аноде:
$$n(\mathrm{Cl_2})=\frac{4{,}48}{22{,}4}=0{,}2\ \text{моль}$$По уравнению электролиза израсходовано 0,2 моль хлорида меди(II), поэтому осталось:
$$n_{\text{ост}}(\mathrm{CuCl_2})=0{,}5-0{,}2=0{,}3\ \text{моль}$$Масса осевшей меди и масса выделившегося хлора равны:
$$m(\mathrm{Cu})=0{,}2\cdot64=12{,}8\ \text{г};\quad m(\mathrm{Cl_2})=0{,}2\cdot71=14{,}2\ \text{г}$$Масса полученного раствора после электролиза:
$$m_{\text{р-ра}}=360-12{,}8-14{,}2=333\ \text{г}$$Количество вещества хлорида меди(II) в порции раствора массой 22,2 г:
$$n_{\text{порц}}(\mathrm{CuCl_2})=0{,}3\cdot\frac{22{,}2}{333}=0{,}02\ \text{моль}$$Запишем уравнение реакции осаждения ионов меди гидроксидом натрия:
$$\mathrm{CuCl_2+2NaOH\rightarrow Cu(OH)_2\downarrow+2NaCl}$$Для полного осаждения меди потребуется:
$$n(\mathrm{NaOH})=2\cdot0{,}02=0{,}04\ \text{моль};\quad m(\mathrm{NaOH})=0{,}04\cdot40=1{,}6\ \text{г}$$Масса 20%-ного раствора гидроксида натрия:
$$m_{\text{р-ра}}(\mathrm{NaOH})=\frac{1{,}6}{0{,}20}=8\ \text{г}$$Масса 20%-ного раствора гидроксида натрия равна 8 г.
Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают, что при электролизе из раствора удаляются и медь, и хлор.
Используют массу исходного раствора вместо массы раствора после электролиза.
Забывают коэффициент 2 перед $\mathrm{NaOH}$ в реакции осаждения.
Рассчитывают массу раствора гидроксида натрия как массу чистого $\mathrm{NaOH}$, не учитывая массовую долю 20%.