Question

Через 640 г 15%-ного раствора сульфата меди(II) пропускали электрический ток до тех пор, пока на аноде не выделилось 11,2 л (н.у.) газа. К образовавшемуся раствору добавили 665,6 г 25%-ного раствора хлорида бария. Определите массовую долю хлорида бария в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Answer 1

Уравнения реакций:
 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu↓ + 2H2SO4 + O2↑ (электролиз) 2H2O = 2H2↑ + O2↑ (электролиз) BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl
Количество вещества реагентов и масса продуктов реакций:
m(CuSO4) = 640 • 0,15 = 96 г
n(CuSO4 ) = 96 / 160 = 0,6 моль
n(O2) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль
n(Cu) = n(CuSO4) = 0,6 моль
m(Cu) = 0,6 • 64 = 38,4 г
n(H2SO4) = n(CuSO4 ) = 0,6 моль
n(O2 [1]) = 0,5n(CuSO4) = 0,3 моль
n(O2 [2]) = 0,5 – 0,3 = 0,2 моль
n(H2O прореаг.) = 2n(O2 [2]) = 0,4 моль
m(H2O прореаг.) = 0,4 • 18 = 7,2 г
m(O2 [1]) = 32 • 0,3 = 9,6 г
m(BaCl2) = 665,6 • 0,25 = 166,4 г
n(BaCl2) = 166,4 / 208 = 0,8 моль
n(BaCl2 прореаг.) = n(H2SO4) = 0,6 моль
n(BaCl2 осталось) = 0,8 – 0,6 = 0,2 моль
m(BaCl2 осталось) = 0,2 • 208 = 41,6 г
n(BaSO4) = n(BaCl2 прореаг.) = 0,6 моль
m(BaSO4) = 0,6 • 233 = 139,8 г
Массовая доля хлорида бария в растворе:
m(р-ра) = 640 + 665,6 – 38,4 – 7,2 – 139,8 – 9,6 = 1110,6 г ω(BaCl2) = 41,6 / 1110,6 = 0,037, или 3,7 %
Ответ: ω(BaCl2) = 3,7 %