Запишем уравнение электролиза водного раствора хлорида меди (II): CuCl2 = Cu↓ + Cl2↑
Рассчитаем массу и количество вещества хлорида меди в исходном растворе до электролиза: m(CuCl2) = mисх.р-ра(CuCl2) · ω(CuCl2)/100% = 360 г · 15%/100% = 54 г; νисх.(CuCl2) = mисх.(CuCl2)/M(CuCl2) = 54 г/135 г/моль = 0,4 моль.
Единственным газом, выделившимся в процессе электролиза, является хлор, следовательно, хлор − это тот газ, о котором идем речь в условии. Рассчитаем его количество вещества: ν(Cl2) = V(Cl2)/Vm = 4,48 л/22,4 л/моль = 0,2 моль
Исходя из уравнения реакции электролиза, можно записать, что: ν(Cu) = ν(Cl2) = 0,2 моль.
Рассчитаем массы выделившихся хлора и металлической меди: m(Cl2) = ν(Cl2) · M(Cl2) = 0,2 моль · 71 г/моль = 14,2 г; m(Cu) = ν(Cu) · M(Cu) = 0,2 моль · 64 г/моль = 12,8 г.
Рассчитаем массу раствора после электролиза: mр-ра после эл-за = mисх.р-ра(CuCl2) − m(Cu) − m(Cl2) = 360 г − 12,8 г − 14,2 г = 333 г.
Исходя из уравнения электролиза, можно сделать вывод о том, что количество вещества хлорида меди, вступившего в реакцию электролиза, равно количеству вещества образовавшейся металлической меди: νпрореаг.(CuCl2) = ν(Cu) = 0,2 моль.
Тогда количество вещества хлорида меди будет равно: νост.(CuCl2) = νисх.(CuCl2) − νпрореаг.(CuCl2) = 0,4 моль − 0,2 моль = 0,2 моль.
Из раствора, полученного в результате электролиза, отобрали порцию массой 66,6 г. Это составляет 66,6 г / 333 г = 1/5 часть от этого раствора. Поскольку отобрали 1/5 часть раствора, следовательно, отобрали и 1/5 часть каждого компонента этого раствора. Следовательно: νв порции(CuCl2) = νост.(CuCl2) · 1/5 = 0,2 моль · 1/5 = 0,04 моль
Хлорид меди реагирует с гидроксидом натрия в соответствии с уравнением: CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
Исходя из этого уравнения реакции: ν(NaOH) = 2ν(CuCl2) = 2 · 0,04 моль = 0,08 моль; m(NaOH) = ν(NaOH) · M(NaOH) = 0,08 моль · 40 г/моль = 3,2 г.
Тогда: mр-ра(NaOH) = 100% · m(NaOH)/ω(NaOH) = 100% · 3,2 г/10% = 32 г.