Question

При проведении электролиза 312 г 15 %-ного раствора хлорида натрия процесс прекратили, когда на катоде выделилось 6,72 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 58,02 г. Вычислите массу 20 %-ного раствора сульфата меди (II), необходимого для полного осаждения гидроксил-ионов из отобранной порции раствора.

Answer 1

Запишем уравнение электролиза водного раствора хлорида натрия:
2NaCl + 2H2O→(электролиз)H2 + Cl2 + 2NaOH
Найдем массу и количество вещества исходного хлорида натрия:
m(NaCl)исх. = m(NaCl)р-ра∙ ω(NaCl) = 312 г ∙ 0,15 = 46,8г
n(NaCl)исх. = m(NaCl)исх. / М(NaCl) = 46,8г / 58,5г/моль = 0,8моль.
Найдем количествовещества выделившегося на катоде водорода:
n(H2)= V(H2)/Vm= 6,72л / 22,4 л/моль = 0,3моль.
Найдем количество вещества и массу образовавшегося NaOH:
n(NaOH) = 2∙n(H2) = 2∙ 0,3моль = 0,6моль.
m(NaOH) = n(NaOH)∙М(NaOH) = 0,6моль ∙ 40г/моль = 24г.
Найдем массу конечного раствора:
mкон.р-ра = m(NaCl)р-ра – m(H2)–m(Cl2)
m(H2) = n(H2)∙М(H2) = 0,3моль ∙ 2г/моль = 0,6г.
n(Cl2) = n(H2) = 0,3моль.
m(Cl2) = n(Cl2)∙М(Cl2) = 0,3моль ∙ 71г/моль = 21,3г.
mкон.р-ра = m(NaCl)р-ра – m(H2) – m(Cl2) = 312г – 0,6 г – 21,3г = 290,1г
ω(NaOH)кон. = m(NaOH)/mкон.р-ра = 24г / 290,1г = 0,0827
Найдем массу и количество вещества гидроксида натрия в отобранной порции:
m(NaOH)порц. = mпорц р-ра.∙ ω(NaOH)кон. = 58,02 г ∙ 0,0827 = 4,8 г
n(NaOH)порц. = m(NaOH)порц. / М(NaOH) = 4,8г / 40= 0,12моль.
2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 + Na2SO4
n(CuSO4) = 0,5∙n(NaOH)порц. = 0,5 ∙ 0,12 моль = 0,06моль
m(CuSO4)в—ва = n(CuSO4) ∙ М(CuSO4) = 0,06моль∙ 160 г/моль= 9,6 г .
m(CuSO4)р-ра = m(CuSO4)в-ва / ω(CuSO4) = 9,6г / 0,2 = 48 г.
Ответ:m(CuSO4)р-ра= 48 г.