Электролиз 9.4%-ного водного раствора нитрата меди продолжали до тех пор, пока объем газа, выделившегося на катоде, не превысил в 1.5 раза объем газа, выделившегося на аноде. Рассчитайте массовую долю (в %) растворенного вещества в образовавшемся растворе.
Относительную атомную массу меди примите равной 64.
Относительную атомную массу меди примите равной 64.
More Questions From This User See All
Answers & Comments
Verified answer
Электролиз идет по уравнению 2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + 4HNO3 + O2.При этом кислород выделяется на аноде, а на катоде выделяется медь. Поскольку на катоде выделился газ, то протекал также электролиз воды по уравнению 2H2O = 2H2 + O2, при этом водород выделяется на катоде, а кислород - на аноде.
Пусть изначально было 100 г раствора.
Масса нитрата меди равна 9,4 г, а его количество вещества равно 9,4 г : 188 г/моль = 0,05 моль.
Количество вещества выделившегося кислорода равно 0,025 моль.
Пусть разложению подверглось х моль воды.
Тогда количество вещества водорода равно х моль, а кислорода - 0,5х моль.
По условию, х = 1,5 * (0,025 + 0,5х), отсюда х = 0,15 моль.
Найдем массу конечного раствора.
Из исходных 100 г вычтем массу выделившегося кислорода и меди при электролизе раствора нитрата, а также массу разложившейся воды.
Масса выделившегося кислорода при электролизе нитрата равна 0,025 моль * 32 г/моль = 0,8 г.
Масса выделившейся меди равна 0,05 моль * 64 г/моль = 3,2 г.
Масса разложившейся воды равна 0,15 моль * 18 г/моль = 2,7 г.
Таким образом, масса раствора равна 100 г - (0,8+3,2+2,7) г = 93,3 г.
Количество вещества азотной кислоты в растворе равно 0,1 моль, а масса ее, соответственно, 0,1 моль * 63 г/моль = 6,3 г.
Массовая доля азотной кислоты в растворе равна 6,3 г : 93,3 г = 0,0675 = 6,75%.