Question

Электролиз 200 г раствора сульфата меди (II) с массовой долей соли 5% продолжали до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 4 г. Определите массовые доли веществ в оставшемся растворе и количества продуктов, выделившихся на электродах.

Answer 1

Схема электролиза и уравнение реакции электролиза такие же, как в предыдущем примере
1) Рассчитываем количество вещества сульфата меди в исходном растворе:
n(CuSO4) = 200 · 0,05 / 160 = 0,0625 моль.
2) Определяем, до конца ли прошел электролиз:
Было: 0,0625
2 CuSO4 + 2 H2O -> 2 Cuo ¯ + О2­ + 2 H2SO4 + (CuSO4)
Прореагировало: х стало: х 0,5х х 0,0625 - х
Теоретически возможные количества: 0,0625 0,03125 0,0625 0
Изменение массы раствора – это сумма масс веществ, выделившихся на электродах: Dm = m(Cuo) + m(О2).
Если электролиз прошел бы полностью, то Dm = 0,0625 · 64 + 0,03125 · 32 = 5 г.
Поскольку реальное изменение массы меньше теоретического, электролиз прошел не до конца и, обозначив количество вещества выделившейся меди за х, находим:
Dm = 64х + 32 · 0,5х = 80х. 80х = 4; х = 4 /80 = 0,05 моль.
n(Cuo) = 0,05 моль; n(О2) = 0,5 · 0,05 = 0,025 моль.
m(H2SO4) = 0,05 · 98 = 4,9 г;
m(оставшегося CuSO4) = (0,0625 – 0,05) · 160 = 2 г.
m(конечного раствора) = 200 – 4 = 196 г.
w(H2SO4) = 4,9 / 196 = 0,025; w(CuSO4) = 2 / 196 = 0,0102
Ответ: n(Cuo) = 0,05 моль; n(О2) = 0,025 моль; w(H2SO4) = 2,5 %; w(CuSO4) = 1,02 %.