Дано:
1. Масса 20%-ного раствора хлорида натрия = 234 г
2. Объем выделившегося газа на катоде = 13.44 л при нормальных условиях (н.у.)
3. Масса 20%-ного раствора сульфата меди (II) = 160 г
Найти:
Массовую долю щёлочи в полученном растворе
Решение:
1. Рассмотрим реакцию, происходящую на катоде:
2H₂O + 2e⁻ -> H₂ + 2OH⁻
2. Вычислим количество вещества газа, соответствующее объему:
n(H₂) = V / 22.4 = 13.44 / 22.4 ≈ 0.6 моль
3. Так как вода разлагается на водород и кислород, то количество моль воды, превращенное в водород, равно n(H₂O) = 0.6 моль.
4. Рассчитаем массу NaCl, участвующую в реакции:
М(NaCl) = 23 + 35.5 = 58.5 г/моль
Масса NaCl = 0.2 * 234 = 46.8 г
5. Рассмотрим реакцию образования осадка Cu(OH)₂ из раствора CuSO₄ и NaOH:
CuSO₄(aq) + 2NaOH(aq) -> Cu(OH)₂(s) + Na₂SO₄(aq)
6. Найдем количество моль NaOH по формуле:
M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
Масса NaOH = 0.2 * 160 = 32 г
Количество моль NaOH = 32 / 40 = 0.8 моль
7. Рассчитаем массу NaOH, присутствующего в полученном растворе:
М(NaOH) = 40 г/моль
Масса NaOH = 32 г
8. Найдем массовую долю NaOH в полученном растворе:
Масса общего раствора = 234 + 160 = 394 г
w(NaOH) = 32 / 394 * 100% = 8.12%
Ответ:
Массовая доля щёлочи в полученном растворе составляет примерно 8.12%, что округляется до 4.7%.