При проведении электролиза 360 г 15%-го раствора хлорида меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 4,48 л газа (н. у.). Из полученного раствора отобрали порцию массой 66,6 г. Вычислите массу 10%-го раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
💡 Пошаговый разбор и решение:
Hайдем массу и количество вещества исходного хлорида меди (II):
$\it m_нач ( \rm CuCl_2 ) = \it m_нач. р - ра ( \rm CuCl_2 ) \cdot \omega_нач ( \rm CuCl_2 ) =360 \cdot 0,15=54,0 ( г )$ $\it m_нач ( \rm CuCl_2 ) = \it m_нач. р - ра ( \rm CuCl_2 ) \cdot \omega_нач ( \rm CuCl_2 ) =$
$=360 \cdot 0,15=54,0 ( г )$
$\nu_нач ( \rm CuCl_2 ) = $\frac{\it m_нач ( \rm CuCl_2 )}{\it M ( \rm CuCl_2 )}$ = $\frac{54,0}{135}$ =0,400 ( моль )$
Запишем уравнение электролиза водного раствора хлорида меди (II):
$\rm CuCl_2 \xrightarrowэлектролиз \undersetкатод\mathop\rm Cu \downarrow + \undersetанод\mathop\rm Cl_2 \uparrow$ (1).
По уравнению (1):
$\nu_израсх ( \rm CuCl_2 ) =\nu ( \rm Cl_2 ) = $\frac{\it V ( \rm Cl_2 )}{\it V_M}$ = $\frac{4,48}{22,4}$ = 0,200 ( моль )$
$\it m_израсх ( \rm CuCl_2 ) =\nu_израсх ( \rm CuCl_2 ) \cdot \it M ( \rm CuCl_2 ) = 0,200 \cdot 135= 27,0 ( г )$
Hайдем характеристики раствора после электролиза:
$\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 ) =\it m_нач. р - ра ( \rm CuCl_2 ) - \it m_израсх ( \rm CuCl_2 ) =360 - 27,0=333 ( г )$ $\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 ) =\it m_нач. р - ра ( \rm CuCl_2 ) - \it m_израсх ( \rm CuCl_2 ) =$
$=360 - 27,0=333 ( г )$ $\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 ) =$
$=\it m_нач. р - ра ( \rm CuCl_2 ) - \it m_израсх ( \rm CuCl_2 ) =$
$=360 - 27,0=333 ( г )$
$\nu_ост ( \rm CuCl_2 ) =\nu_нач ( \rm CuCl_2 ) - \nu_израсх ( \rm CuCl_2 ) =0,400 - 0,200=0,200 ( моль )$ $\nu_ост ( \rm CuCl_2 ) =\nu_нач ( \rm CuCl_2 ) - \nu_израсх ( \rm CuCl_2 ) =$
$=0,400 - 0,200=0,200 ( моль )$
Hайдем количество вещества хлорида меди (II) в отобранной порции:
$\frac{\nu_порц ( \rm CuCl_2 )}{\nu_ост ( \rm CuCl_2 )} = \frac{\it m_порц. р - ра ( \rm CuCl_2 )}{\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 )}$
$\nu_порц ( \rm CuCl_2 ) = $\frac{\it m_порц. р - ра ( \rm CuCl_2 ) \cdot \nu_ост ( \rm CuCl_2 )}{\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 )}$ = $\frac{66,6 \cdot 0,200}{333}$ =0,0400 ( моль )$ $\nu_порц ( \rm CuCl_2 ) = $\frac{\it m_порц. р - ра ( \rm CuCl_2 ) \cdot \nu_ост ( \rm CuCl_2 )}{\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 )}$ =$
$= $\frac{66,6 \cdot 0,200}{333}$ =0,0400 ( моль )$
Запишем уравнение взаимодействия растворов хлорида меди (II) и гидроксида натрия:
$\rm CuCl_2 + 2NaOH \to Cu ( OH ) _2\downarrow + 2NaCl$ (2).
По уравнению (2):
$\nu ( \rm NaOH ) =2 \cdot \nu_порц ( \rm CuCl_2 )$
$\it m_р - ра ( \rm NaOH ) = $\frac{\nu ( \rm NaOH ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ = $\frac{2 \cdot \nu_порц ( \rm CuCl_2 ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ = $\frac{2 \cdot 0,0400 \cdot 40}{0,10}$ =32 ( г )$ $\it m_р - ра ( \rm NaOH ) = $\frac{\nu ( \rm NaOH ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot \nu_порц ( \rm CuCl_2 ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ = $\frac{2 \cdot 0,0400 \cdot 40}{0,10}$ =32 ( г )$ $\it m_р - ра ( \rm NaOH ) = $\frac{\nu ( \rm NaOH ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot \nu_порц ( \rm CuCl_2 ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot 0,0400 \cdot 40}{0,10}$ =32 ( г )$
Ответ: $\it m_р - ра ( \rm NaOH ) =32 г$
$\it m_нач ( \rm CuCl_2 ) = \it m_нач. р - ра ( \rm CuCl_2 ) \cdot \omega_нач ( \rm CuCl_2 ) =360 \cdot 0,15=54,0 ( г )$ $\it m_нач ( \rm CuCl_2 ) = \it m_нач. р - ра ( \rm CuCl_2 ) \cdot \omega_нач ( \rm CuCl_2 ) =$
$=360 \cdot 0,15=54,0 ( г )$
$\nu_нач ( \rm CuCl_2 ) = $\frac{\it m_нач ( \rm CuCl_2 )}{\it M ( \rm CuCl_2 )}$ = $\frac{54,0}{135}$ =0,400 ( моль )$
Запишем уравнение электролиза водного раствора хлорида меди (II):
$\rm CuCl_2 \xrightarrowэлектролиз \undersetкатод\mathop\rm Cu \downarrow + \undersetанод\mathop\rm Cl_2 \uparrow$ (1).
По уравнению (1):
$\nu_израсх ( \rm CuCl_2 ) =\nu ( \rm Cl_2 ) = $\frac{\it V ( \rm Cl_2 )}{\it V_M}$ = $\frac{4,48}{22,4}$ = 0,200 ( моль )$
$\it m_израсх ( \rm CuCl_2 ) =\nu_израсх ( \rm CuCl_2 ) \cdot \it M ( \rm CuCl_2 ) = 0,200 \cdot 135= 27,0 ( г )$
Hайдем характеристики раствора после электролиза:
$\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 ) =\it m_нач. р - ра ( \rm CuCl_2 ) - \it m_израсх ( \rm CuCl_2 ) =360 - 27,0=333 ( г )$ $\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 ) =\it m_нач. р - ра ( \rm CuCl_2 ) - \it m_израсх ( \rm CuCl_2 ) =$
$=360 - 27,0=333 ( г )$ $\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 ) =$
$=\it m_нач. р - ра ( \rm CuCl_2 ) - \it m_израсх ( \rm CuCl_2 ) =$
$=360 - 27,0=333 ( г )$
$\nu_ост ( \rm CuCl_2 ) =\nu_нач ( \rm CuCl_2 ) - \nu_израсх ( \rm CuCl_2 ) =0,400 - 0,200=0,200 ( моль )$ $\nu_ост ( \rm CuCl_2 ) =\nu_нач ( \rm CuCl_2 ) - \nu_израсх ( \rm CuCl_2 ) =$
$=0,400 - 0,200=0,200 ( моль )$
Hайдем количество вещества хлорида меди (II) в отобранной порции:
$\frac{\nu_порц ( \rm CuCl_2 )}{\nu_ост ( \rm CuCl_2 )} = \frac{\it m_порц. р - ра ( \rm CuCl_2 )}{\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 )}$
$\nu_порц ( \rm CuCl_2 ) = $\frac{\it m_порц. р - ра ( \rm CuCl_2 ) \cdot \nu_ост ( \rm CuCl_2 )}{\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 )}$ = $\frac{66,6 \cdot 0,200}{333}$ =0,0400 ( моль )$ $\nu_порц ( \rm CuCl_2 ) = $\frac{\it m_порц. р - ра ( \rm CuCl_2 ) \cdot \nu_ост ( \rm CuCl_2 )}{\it m_кон. р - ра ( \rm CuCl_2 )}$ =$
$= $\frac{66,6 \cdot 0,200}{333}$ =0,0400 ( моль )$
Запишем уравнение взаимодействия растворов хлорида меди (II) и гидроксида натрия:
$\rm CuCl_2 + 2NaOH \to Cu ( OH ) _2\downarrow + 2NaCl$ (2).
По уравнению (2):
$\nu ( \rm NaOH ) =2 \cdot \nu_порц ( \rm CuCl_2 )$
$\it m_р - ра ( \rm NaOH ) = $\frac{\nu ( \rm NaOH ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ = $\frac{2 \cdot \nu_порц ( \rm CuCl_2 ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ = $\frac{2 \cdot 0,0400 \cdot 40}{0,10}$ =32 ( г )$ $\it m_р - ра ( \rm NaOH ) = $\frac{\nu ( \rm NaOH ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot \nu_порц ( \rm CuCl_2 ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ = $\frac{2 \cdot 0,0400 \cdot 40}{0,10}$ =32 ( г )$ $\it m_р - ра ( \rm NaOH ) = $\frac{\nu ( \rm NaOH ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot \nu_порц ( \rm CuCl_2 ) \cdot \it M ( \rm NaOH )}{\omega ( \rm NaOH )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot 0,0400 \cdot 40}{0,10}$ =32 ( г )$
Ответ: $\it m_р - ра ( \rm NaOH ) =32 г$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 117301 • Задание №6
В пробирку с раствором вещества X добавили раствор гидроксида рубидия, при этом наблюдали образование голубого...
ID 174441 • Задание №25
Проведите химические реакции между серной кислотой и выбранными веществами в соответствии с составленными урав...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
— правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;
— правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания;
— продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчеты;
— в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина
| 4
Правильно записаны три элемента ответа | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
— правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;
— правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания;
— продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчеты;
— в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина
| 4
Правильно записаны три элемента ответа | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Химия:
ID 126200
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л...
ID 126201
Навеску гидрокарбоната натрия прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тверд...
ID 126202
Навеску основного карбоната меди прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тв...
ID 126203
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К по...
ID 126204
Железную проволоку массой 0,295 г растворили при нагревании в избытке разбавленной азотной кисл...