34. Расчеты массовой доли химического соединения в смеси: #274471

$2CuSO_4 + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2Cu\downarrow + O_2\uparrow + 2H_2SO_4$

$2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$

$BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$

Масса $CuSO_4$ в исходном растворе:

$m(CuSO_4)=640\cdot0{,}15=96\text{ г}$

Количество вещества $CuSO_4$:

$n(CuSO_4)=\frac{96}{160}=0{,}6\text{ моль}$

При электролизе $0{,}6\text{ моль}$ $CuSO_4$ образуется:

$n(O_2)=\frac{0{,}6}{2}=0{,}3\text{ моль}$

Всего на аноде выделилось кислорода:

$n(O_2)=\frac{11{,}2}{22{,}4}=0{,}5\text{ моль}$

После полного электролиза $CuSO_4$ дополнительно выделилось:

$n(O_2)=0{,}5-0{,}3=0{,}2\text{ моль}$

При электролизе воды вместе с $0{,}2\text{ моль}$ $O_2$ выделилось:

$n(H_2)=2\cdot0{,}2=0{,}4\text{ моль}$

Количество вещества образовавшейся серной кислоты:

$n(H_2SO_4)=n(CuSO_4)=0{,}6\text{ моль}$

Масса $BaCl_2$ в добавленном растворе:

$m(BaCl_2)=665{,}6\cdot0{,}25=166{,}4\text{ г}$

Количество вещества $BaCl_2$:

$n(BaCl_2)=\frac{166{,}4}{208}=0{,}8\text{ моль}$

На реакцию с $H_2SO_4$ расходуется:

$n(BaCl_2)=0{,}6\text{ моль}$

Осталось хлорида бария:

$n(BaCl_2)_{\text{ост}}=0{,}8-0{,}6=0{,}2\text{ моль}$

$m(BaCl_2)_{\text{ост}}=0{,}2\cdot208=41{,}6\text{ г}$

Масса выделившейся меди:

$m(Cu)=0{,}6\cdot64=38{,}4\text{ г}$

Масса кислорода:

$m(O_2)=0{,}5\cdot32=16\text{ г}$

Масса водорода:

$m(H_2)=0{,}4\cdot2=0{,}8\text{ г}$

Масса осадка $BaSO_4$:

$m(BaSO_4)=0{,}6\cdot233=139{,}8\text{ г}$

Масса конечного раствора:

$m_{\text{р-ра}}=640+665{,}6-38{,}4-16-0{,}8-139{,}8=1110{,}6\text{ г}$

Массовая доля $BaCl_2$:

$\omega(BaCl_2)=\frac{41{,}6}{1110{,}6}\cdot100\%\approx3{,}7\%$