Электролиз 500 г 11,28%-ного раствора нитрата меди (II) продолжали до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 3,3 г. Вычислите массовые доли соединений в растворе, полученном после окончания электролиза, и массы веществ, выделившихся на инертных электродах.

Дано:

m исх. р-ра (Cu (NO₃) ₂) = 500 г

ω исх. (Cu (NO₃) ₂) = 11,28%

Δm р-ра = 3,3 г

Найти:

ω кон. (в-в) - ?

m кон. (в-в) - ?

Решение:

1) 2Cu (NO₃) ₂ + 2H₂O = (эл. ток) = > 2Cu + 4HNO₃ + O₂;

2) Δm р-ра = m (Cu) + m (O₂);

3) m ост. р-ра = m исх. р-ра (Cu (NO₃) ₂) - Δm р-ра = 500 - 3,3 = 496,7 г;

4) Пусть n реаг. (Cu (NO₃) ₂) = х моль;

5) n (Cu) = n реаг. (Cu (NO₃) ₂) = х моль;

6) m (Cu) = n (Cu) * M (Cu) = (64 х) г;

7) n (O₂) = n реаг. (Cu (NO₃) ₂) / 2 = (х / 2) моль;

8) m (O₂) = n (O₂) * M (O₂) = ((х / 2) * 32) = (16 х) г;

9) 64 х + 16 х = 3,3;

80 х = 3,3;

х = 0,041;

n реаг. (Cu (NO₃) ₂) = х = 0,041 моль;

10) m реаг. (Cu (NO₃) ₂) = n реаг. (Cu (NO₃) ₂) * M (Cu (NO₃) ₂) = 0,041 * 188 = 7,708 г;

11) m исх. (Cu (NO₃) ₂) = ω исх. (Cu (NO₃) ₂) * m исх. р-ра (Cu (NO₃) ₂) / 100% = 11,28% * 500 / 100% = 56,4 г;

12) m ост. (Cu (NO₃) ₂) = m исх. (Cu (NO₃) ₂) - m реаг. (Cu (NO₃) ₂) = 56,4 - 7,708 = 48,692 г;

13) ω ост. (Cu (NO₃) ₂) = m ост. (Cu (NO₃) ₂) * 100% / m ост. р-ра = 48,692 * 100% / 496,7 = 9,8%;

14) n (HNO₃) = n реаг. (Cu (NO₃) ₂) * 2 = 0,041 * 2 = 0,082 моль;

15) m (HNO₃) = n (HNO₃) * M (HNO₃) = 0,082 * 63 = 5,166 г;

16) ω (HNO₃) = m (HNO₃) * 100% / m ост. р-ра = 5,166 * 100% / 496,7 = 1,04%;

17) m (Cu) = 64 х = 64 * 0,041 = 2,62 г;

18) m (O₂) = 16 х = 16 * 0,041 = 0,66 г.

Ответ: Массовая доля Cu (NO₃) ₂ составляет 9,8%; HNO₃ - 1,04%; масса Cu - 2,62 г; O₂ - 0,66 г.