РУҚА
34

Шешімі: Электролиз раствора нитрата меди

ЕГЭ · Химия · Тапсырма 34 · Электролиз
ЖоғарыФИПИ5A78DDТолық шешім≈ 15 минутТалдау 10 қадам
Условие

Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 282 г 40%-ного раствора нитрата меди(II). После того как масса раствора уменьшилась на 32 г, процесс остановили. К образовавшемуся раствору добавили 140 г 40%-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

10 қадам
1

Масса нитрата меди(II) в исходном растворе:

$$m(\mathrm{Cu(NO_3)_2})=282\cdot0{,}40=112{,}8\ \text{г}$$
2

Количество вещества нитрата меди(II):

$$n(\mathrm{Cu(NO_3)_2})=\frac{112{,}8}{188}=0{,}6\ \text{моль}$$
3

На катоде выделяется медь, на аноде — кислород. Суммарное уравнение электролиза:

$$2\mathrm{Cu(NO_3)_2}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow2\mathrm{Cu}+\mathrm{O_2}+4\mathrm{HNO_3}$$
4

Пусть $x$ — количество вещества выделившейся меди. При выделении $x$ моль меди выделяется $x/2$ моль кислорода. По условию масса раствора уменьшилась на 32 г:

$$64x+32\cdot\frac{x}{2}=32;\quad80x=32;\quad x=0{,}4\ \text{моль}$$
5

Количество оставшегося нитрата меди(II) и образовавшейся азотной кислоты:

$$n(\mathrm{Cu(NO_3)_2})=0{,}6-0{,}4=0{,}2\ \text{моль};\quad n(\mathrm{HNO_3})=2\cdot0{,}4=0{,}8\ \text{моль}$$
6

В 140 г 40%-ного раствора содержится гидроксид натрия:

$$m(\mathrm{NaOH})=140\cdot0{,}40=56\ \text{г};\quad n(\mathrm{NaOH})=\frac{56}{40}=1{,}4\ \text{моль}$$
7

При добавлении щёлочи протекают реакции нейтрализации и осаждения:

$$\mathrm{HNO_3+NaOH\rightarrow NaNO_3+H_2O};\quad\mathrm{Cu(NO_3)_2+2NaOH\rightarrow Cu(OH)_2\downarrow+2NaNO_3}$$
8

На нейтрализацию азотной кислоты расходуется 0,8 моль $\mathrm{NaOH}$, а на осаждение 0,2 моль $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$ — 0,4 моль $\mathrm{NaOH}$. Остаётся:

$$n_{\text{ост}}(\mathrm{NaOH})=1{,}4-0{,}8-2\cdot0{,}2=0{,}2\ \text{моль}$$
9

Масса оставшегося гидроксида натрия равна 8 г. Масса полученного раствора равна общей массе после добавления раствора за вычетом массы осадка гидроксида меди(II):

$$m(\mathrm{Cu(OH)_2})=0{,}2\cdot98=19{,}6\ \text{г};\quad m_{\text{р-ра}}=282-32+140-19{,}6=370{,}4\ \text{г}$$

Массовая доля оставшейся щёлочи:

$$\omega(\mathrm{NaOH})=\frac{8}{370{,}4}\cdot100\%=2{,}16\%$$
Жауап

Массовая доля гидроксида натрия в полученном растворе составляет $2{,}16\%$.

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

Где здесь ошибаются

Учитывают только выделившуюся медь и не учитывают кислород при расчёте уменьшения массы раствора.

Не учитывают образование азотной кислоты при электролизе.

Считают, что весь добавленный гидроксид натрия остаётся в растворе.

Не вычитают массу осадка $\mathrm{Cu(OH)_2}$ из массы полученного раствора.

Закрепить приёмВ теме «Электролиз» ещё 91 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Тапсырманы қалай шешу керек 34 ЕГЭ, химия

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 10 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Тапсырма из темы «Электролиз»: в ней 92 тапсырма, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.