Question

При проведении электролиза 360 г 18,75 % раствора хлорида меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 4,48 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 22,2 г. Вычислите массу 20 %-ного раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.

Answer 1

Запишем уравнение электролиза водного раствора хлорида меди (II):
CuCl2→(электролиз)Сu + Cl2
Найдем массу и количество вещества исходного хлорида меди (II):
m(CuCl2)исх. = m(CuCl2)р-ра ∙ ω(CuCl2) = 360 г ∙ 0,1875 = 67,5г.
n(CuCl2)исх. = m(CuCl2)исх./М(CuCl2) = 67,5г / 135 г/моль = 0,5моль.
Найдем количество вещества выделившегося на аноде хлора:
n(Cl2)= V(Cl2)/Vm= 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль.
Найдем количество вещества и массу CuCl2, оставшегося, в растворе:
n(CuCl2)реакц. = n(Cl2) = 0,2 моль.
n(CuCl2)ост. = n(CuCl2)исх. – n(CuCl2)реакц. = 0,5моль – 0,2 моль = 0,3моль.
m(CuCl2)ост. =n(CuCl2)ост. ∙ М(CuCl2) = 0,3моль∙135 г/моль = 40,5г.
Найдем массу конечного раствора:
mкон.р-ра = m(CuCl2)р-ра – m(Cl2) – m(Cu)
m(Cl2) = n(Cl2) ∙ М(Cl2) = 0,2 моль ∙ 71 г/моль = 14,2 г.
n(Cu) = n(Cl2) = 0,2 моль.
m(Cu) = n(Cu) ∙ М(Cu) = 0,2 моль ∙ 64 г/моль = 12,8 г.
mкон.р-ра = m(CuCl2)р-ра – m(Cl2) – m(Cu) = 360 г – 14,2 г – 12,8 г = 333 г
ω(CuCl2)кон. = m(CuCl2)ост. / mкон.р-ра = 40,5г / 333 г = 0,122.
Найдем массу и количество вещества хлорида меди (II) в отобранной порции:
m(CuCl2)порц. = mпорц р-ра.∙ ω(CuCl2)кон. = 22,2 г∙ 0,122 = 2,71г.
n(CuCl2)порц. = m(CuCl2)порц. / М(CuCl2) = 2,71г / 135 г/моль = 0,02моль.
CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaCl
Найдем массу раствора гидроксида натрия, необходимого для осаждения Cu2+:
n(NaOH) = 2∙n(CuCl2)порц. = 2 ∙ 0,02моль = 0,04моль.
m(NaOH)в-ва = n(NaOH) ∙ М(NaOH) = 0,04моль ∙ 40 г/моль = 1,6г.
m(NaOH)р-ра = m(NaOH)в-ва / ω(NaOH) = 1,6г/ 0,2 = 8г.
Ответ:m(NaOH)р-ра = 8г.