650 г 22%-ного раствор сульфата меди(II) подвергли электролизу до тех пор, пока на аноде не выделилось 13,44 л (н.у.) газа. К образовавшемуся раствору добавили 76 г цинка. Определите массовую долю сульфата цинка в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (количество вещества (моли) и итоговая формула с цифрами (из чего складывается масса раствора) w= m соли / m раствора).
Объяснение:
650 г 22%-ного раствор сульфата меди(II) подвергли электролизу до тех пор, пока на аноде не выделилось 13,44 л (н.у.) газа. К образовавшемуся раствору добавили 76 г цинка. Определите массовую долю сульфата цинка в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (количество вещества (моли) и итоговая формула с цифрами (из чего складывается масса раствора) w= m соли / m раствора).
Электролиз водного раствора сульфата меди протекает по уравнению:
На катоде Сu(2+) + 2e = Cu(0)
Ha аноде 2 Н2О - 4е = 4Н+ + О2
Суммарное уравнение электролиза
2СuSO4 + 2H2O = 2 Cu(0) + O2↑ + 2H2SO4
По условию задачи на аноде выделилось 13,44 л кислорода.
Это составляет 0,6 моль (19,2 г) и 1,2 моль меди это на катоде (76,8 г)
В результате электролиза в межэлектродном пространстве накапливается 1,2 моль серной кислоты.
Первоначально было 650 г 22% раствора сульфата меди .
В этом растворе было 143 г CuSO4
Масса воды в растворе 507 г
После этого к раствору добавили 76 г цинка (1,16 моль)
В ходе реакции между цинком и серной кислотой образуется 1,16 моль сульфата цинка и выделяется 1,16 моль водорода (2,3 г)
Масса сульфата цинка в растворе 161,5 х 1,16 = 187 г
масса сульфата цинка 187 г
ω(ZnSO4) = Х 100 = 29,8 %
масса раствора 627,7
масса раствора складывается
приход расход
Сульфат меди 143 г медь на катоде 76,8 г
Вода 507 г кислород на аноде 19,2
Цинк 76 г водород 2,3 г
Итого масса раствора 627,7 г