34. Расчеты массовой доли химического соединения в смеси: #274475

Электролиз раствора хлорида меди (II):

$CuCl_2 \rightarrow Cu + Cl_2$

Масса хлорида меди (II) в исходном растворе:

$m(CuCl_2)=270\cdot0{,}20=54 г$

Количество вещества хлорида меди (II):

$n(CuCl_2)=\frac{54}{135}=0{,}4 моль$

Количество вещества газа, выделившегося на аноде:

$n(Cl_2)=\frac{4{,}48}{22{,}4}=0{,}2 моль$

По уравнению реакции:

$n(CuCl_2\ прореаг.)=n(Cl_2)=0{,}2 моль$

Количество вещества оставшегося хлорида меди (II):

$n(CuCl_2\ ост.)=0{,}4-0{,}2=0{,}2 моль$

Масса меди, выделившейся на катоде:

$m(Cu)=0{,}2\cdot64=12{,}8 г$

Масса хлора, выделившегося на аноде:

$m(Cl_2)=0{,}2\cdot71=14{,}2 г$

Масса раствора после электролиза:

$m_1=270-12{,}8-14{,}2=243 г$

При добавлении раствора гидроксида натрия протекает реакция:

$CuCl_2+2NaOH\rightarrow Cu(OH)_2+2NaCl$

Масса гидроксида натрия в добавленном растворе:

$m(NaOH)=120\cdot0{,}20=24 г$

Количество вещества гидроксида натрия:

$n(NaOH)=\frac{24}{40}=0{,}6 моль$

На реакцию с оставшимся хлоридом меди (II) требуется:

$n(NaOH\ прореаг.)=2n(CuCl_2)=2\cdot0{,}2=0{,}4 моль$

Количество вещества щёлочи, оставшейся в избытке:

$n(NaOH\ изб.)=0{,}6-0{,}4=0{,}2 моль$

Масса щёлочи, оставшейся в растворе:

$m(NaOH\ изб.)=0{,}2\cdot40=8 г$

Количество вещества осадка гидроксида меди (II):

$n(Cu(OH)_2)=n(CuCl_2)=0{,}2 моль$

Масса осадка:

$m(Cu(OH)_2)=0{,}2\cdot98=19{,}6 г$

Масса полученного раствора:

$m_2=243+120-19{,}6=343{,}4 г$

Массовая доля щёлочи в полученном растворе:

$\omega(NaOH)=\frac{8}{343{,}4}\cdot100\%=2{,}33\%$.