Дано:
1. Масса 20%-ного раствора сульфата меди (II) = 480 г
2. Уменьшение массы раствора при проведении электролиза = 52 г
3. Масса 32%-ного раствора хлорида бария = 520 г
Найти:
1. Массовую долю воды в полученном растворе
2. Массу газа, выделившегося на аноде
Решение:
1. Рассмотрим реакцию, происходящую на катоде и аноде:
На катоде: Cu²⁺(aq) + 2e⁻ -> Cu(s)
На аноде: 2H₂O(l) -> O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻
2. Вычислим количество моль кислорода, выделившегося на аноде:
Моль кислорода = уменьшение массы / молярная масса кислорода
Моль кислорода = 52 г / 32 г/моль = 1.625 моль
3. Так как при распаде воды на аноде образуется 1 моль кислорода на 2 моля воды, то количество моль воды равно половине моль кислорода:
Моль воды = 1.625 моль / 2 = 0.8125 моль
4. Найдем массу воды в полученном растворе:
М(H₂O) = количество моль * молярная масса воды = 0.8125 моль * 18 г/моль = 14.625 г
Массовая доля воды:
w(H₂O) = масса воды / общая масса раствора * 100% = 14.625 г / (480 г - 52 г + 520 г) * 100% ≈ 89.4%
5. Найдем массу кислорода, выделившегося на аноде:
М(O₂) = количество моль * молярная масса кислорода = 1.625 моль * 32 г/моль = 52 г = 12.8 г
Ответ:
1. Массовая доля воды в полученном растворе составляет примерно 89.4%.
2. Масса кислорода, выделившегося на аноде, составляет около 12.8 г.