Дано:
1. Масса 30%-ного раствора нитрата меди (II) = 376 г
2. Объем выделившегося газа на аноде = 8.96 л при нормальных условиях (н.у.)
3. Масса 25%-ного раствора гидроксида натрия = 224 г
Найти:
Массовую долю щёлочи в полученном растворе
Решение:
1. Рассмотрим реакцию, происходящую на аноде:
2H₂O -> O₂ + 4H⁺ + 4e⁻
2. Вычислим количество вещества газа, соответствующее объему:
n(O₂) = V / 22.4 = 8.96 / 22.4 ≈ 0.4 моль
3. Так как кислород производится из воды, то количество моль воды, превращенное в кислород, равно n(H₂O) = 0.4 моль.
4. Рассчитаем массу Cu(NO₃)₂, участвующую в реакции:
М(Cu(NO₃)₂) = 63.5 + 14 + 16 * 6 = 187.5 г/моль
Масса Cu(NO₃)₂ = 0.3 * 376 = 112.8 г
5. Рассмотрим реакцию выпадения осадка Cu(OH)₂ из раствора Cu(NO₃)₂ и NaOH:
Cu(NO₃)₂(aq) + 2NaOH(aq) -> Cu(OH)₂(s) + 2NaNO₃(aq)
6. Найдем количество моль NaOH по формуле:
M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
Масса NaOH = 0.25 * 224 = 56 г
Количество моль NaOH = 56 / 40 = 1.4 моль
7. Рассчитаем массу NaOH, присутствующего в полученном растворе:
М(NaOH) = 40 г/моль
Масса NaOH = 56 г
8. Найдем массовую долю NaOH в полученном растворе:
Масса общего раствора = 376 + 224 = 600 г
w(NaOH) = 56 / 600 * 100% ≈ 1.46%
Ответ:
Массовая доля щёлочи в полученном растворе составляет примерно 1.46%.