Question

Электролиз водного раствора сульфата меди (II) с ω(CuSO4) = 15% продолжали до тех пор, пока массовая доля сульфата меди не стала равной 7%. Найдите массы всех веществ, выделившихся на электродах, и массовую долю кислоты в конечном растворе, если масса исходного раствора сульфата меди равнялась 500 г.

Answer 1

CuSO4 = Cu2+ + SO42-
H2O = H+ + OH-
K(-): Cu2+ + 2e- = Cu0                 *2
A(+): 4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑
2Cu2+ + 4OH- = 2Cu + 2H2O + O2↑
2Cu2+ + 2SO42- + 4OH- +4H+ = 2Cu + 2H2O + O2↑ + 2SO42- + 4H+
2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2↑ + 2H2SO4
m(CuSO4, 1) = 500*0,15 = 75 г
Пусть электролизу подверглось xмоль CuSO4
m(CuSO4, 2) = 0,07*(500 – 64x – 32x/2) = 0,07(500 – 80x)
m(CuSO4, 2) = 75 – 160x
0,07(500 – 80x) = 75 – 160x
35 – 5,6x = 75 – 160x
154,6x = 40
x = 0,2587
m(Cu) = 0,2587*64 = 16,56 г
m(O2) = 32x/2 = 4,14 г
m(H2SO4) = 98x = 25,35 г
m(кон. р-ра) = 500 – 80x = 500 – 20,7 = 479,3 г
ω(H2SO4) = (25,35/479,3)*100% = 5,3%
Ответ: m(Cu) = 16,56 г, m(O2) = 4,14 г, ω(H2SO4) =5,3%