Запишем уравнение электролиза водного раствора хлорида меди (II): CuCl2 → Сu↓ + Cl2↑
Найдем массу и количество вещества исходного хлорида меди (II): m(CuCl2)исх. = m(CuCl2)р-ра ∙ ω(CuCl2) = 360 г ∙ 0,1875 = 67,5 г; ν(CuCl2)исх. = m(CuCl2)исх./М(CuCl2) = 67,5 г/135 г/моль = 0,5 моль.
Единственным газом, выделившимся при электролизе, является хлор, следовательно, это тот газ, о котором идет речь в условии. Рассчитаем количество вещества хлора: ν(Cl2) = V(Cl2)/Vm = 4,48 л/22,4 л/моль = 0,2 моль.
Рассчитаем массу и количество вещества исходного хлорида меди: mисх.(CuCl2) = mисх.р-ра(CuCl2) ∙ ωисх.(CuCl2)/100% = 360 г ∙ 18,75%/100% = 67,5 г; νисх.(CuCl2) = mисх.(CuCl2)/M(CuCl2) = 67,5 г/135 г/моль = 0,5 моль.
В соответствии с уравнением реакции электролиза νпрореаг.(CuCl2) = ν(Cl2) = 0,2 моль.
Найдем количество вещества CuCl2, оставшегося в растворе: νост.(CuCl2) = νисх.(CuCl2) – νпрореаг.(CuCl2) = 0,5 моль – 0,2 моль = 0,3 моль.
Найдем массу раствора после электролиза: mкон.р-ра = m(CuCl2)р-ра – m(Cl2) – m(Cu); m(Cl2) = ν(Cl2) ∙ М(Cl2) = 0,2 моль ∙ 71 г/моль = 14,2 г; ν(Cu) = ν(Cl2) = 0,2 моль; m(Cu) = ν(Cu) ∙ М(Cu) = 0,2 моль ∙ 64 г/моль = 12,8 г; mкон.р-ра = m(CuCl2)р-ра – m(Cl2) – m(Cu) = 360 г – 14,2 г – 12,8 г = 333 г.
Из раствора, полученного в результате электролиза, отобрали 22,2 г, что составляет 22,2/333 = 1/15 часть. Поскольку отобрали 1/15 часть от всего раствора, следовательно, отобрали и 1/15 часть каждого компонента раствора. Таким образом, в отобранной порции раствора будет содержаться: νв порции(CuCl2) = νост.(CuCl2) ∙ 1/15 = 0,02 моль
CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓+ 2NaCl
Найдем массу раствора гидроксида натрия, необходимого для осаждения Cu2+: ν(NaOH) = 2∙νпорц.(CuCl2)= 2 ∙ 0,02 моль = 0,04 моль; m(NaOH) = ν(NaOH) ∙ М(NaOH) = 0,04 моль ∙ 40 г/моль = 1,6 г; mр-ра(NaOH) = 100% ∙ m(NaOH)/ω(NaOH) = 100% ∙ 1,6 г/20% = 8 г.