РУҚА
34

Шешімі: Электролиз раствора хлорида меди

ЕГЭ · Химия · Тапсырма 34 · Химиялық есептеулер
ЖоғарыФИПИ52AC0AТолық шешім≈ 15 минутТалдау 9 қадам
Условие

Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 135 г 40%-ного раствора хлорида меди(II). После того как масса раствора уменьшилась на 27 г, процесс остановили. К образовавшемуся раствору добавили 160 г 30%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щёлочи в полученном растворе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Тапсырманы ашып, өзіңіз шешіңіз
Дальше ответЕгер әлі шешіп жатсаңыз – кеңестерден бастаңыз: олар жауапқа жетелейді, бірақ оны ашпайды.
К подсказкам

Шешім по шагам

9 қадам
1

Запишем суммарное уравнение электролиза раствора хлорида меди(II) на инертных электродах. Масса раствора уменьшается за счёт выделения меди и хлора.

$$\mathrm{CuCl_2 \xrightarrow{электролиз} Cu + Cl_2}$$
2

Найдём количество вещества хлорида меди(II), разложившегося при электролизе. Молярная масса продуктов, удалившихся из раствора в расчёте на 1 моль $\mathrm{CuCl_2}$, равна $64+71=135\ \mathrm{г/моль}$.

$$n(\mathrm{CuCl_2})=\frac{27\ \mathrm{г}}{135\ \mathrm{г/моль}}=0{,}2\ \mathrm{моль}$$
3

В исходном растворе содержалось $135\cdot0{,}40=54\ \mathrm{г}$ хлорида меди(II), то есть $54/135=0{,}4\ \mathrm{моль}$. После электролиза осталось $0{,}4-0{,}2=0{,}2\ \mathrm{моль}$ $\mathrm{CuCl_2}$.

$$m_0(\mathrm{CuCl_2})=135\cdot0{,}40=54\ \mathrm{г};\quad n_0(\mathrm{CuCl_2})=\frac{54}{135}=0{,}4\ \mathrm{моль}$$
4

В 160 г 30%-ного раствора гидроксида натрия содержится 48 г $\mathrm{NaOH}$, или 1,2 моль.

$$m(\mathrm{NaOH})=160\cdot0{,}30=48\ \mathrm{г};\quad n(\mathrm{NaOH})=\frac{48}{40}=1{,}2\ \mathrm{моль}$$
5

Оставшийся хлорид меди(II) реагирует с гидроксидом натрия с образованием осадка гидроксида меди(II).

$$\mathrm{CuCl_2+2NaOH\rightarrow Cu(OH)_2\downarrow+2NaCl}$$
6

На реакцию с $0{,}2$ моль $\mathrm{CuCl_2}$ потребуется $0{,}4$ моль $\mathrm{NaOH}$, или $16\ \mathrm{г}$. Следовательно, гидроксид натрия находится в избытке.

$$n_{\text{расх}}(\mathrm{NaOH})=2\cdot0{,}2=0{,}4\ \mathrm{моль};\quad m_{\text{расх}}(\mathrm{NaOH})=0{,}4\cdot40=16\ \mathrm{г}$$
7

Масса оставшегося гидроксида натрия равна $48-16=32\ \mathrm{г}$. Масса раствора после электролиза составляет $135-27=108\ \mathrm{г}$.

$$m_{\text{ост}}(\mathrm{NaOH})=48-16=32\ \mathrm{г};\quad m_1(\text{раствора})=135-27=108\ \mathrm{г}$$
8

При реакции образуется $0{,}2$ моль осадка $\mathrm{Cu(OH)_2}$ массой $0{,}2\cdot98=19{,}6\ \mathrm{г}$. Масса полученного раствора равна сумме масс смешанных растворов за вычетом массы осадка.

$$m(\mathrm{Cu(OH)_2})=0{,}2\cdot98=19{,}6\ \mathrm{г};\quad m_{\text{р-ра}}=108+160-19{,}6=228{,}4\ \mathrm{г}$$

Рассчитаем массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.

$$\omega(\mathrm{NaOH})=\frac{32}{228{,}4}\cdot100\%=14{,}0\%$$
Жауап

Массовая доля гидроксида натрия в полученном растворе составляет $14{,}0\%$.

Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Считать уменьшение массы раствора равным только массе выделившегося хлора и не учитывать осаждение меди.

Использовать массу исходного раствора вместо массы раствора после электролиза.

Не учитывать массу осадка $\mathrm{Cu(OH)_2}$ при расчёте массы конечного раствора.

Считать, что весь гидроксид натрия израсходован, хотя он добавлен в избытке.

Закрепить приёмВ теме «Химиялық есептеулер» ещё 309 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Тапсырманы қалай шешу керек 34 ЕГЭ, химия

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 9 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Задача из темы «Химические расчёты»: в ней 310 задач, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.