Дано:
Масса раствора CuSO4 = 0.1 кг
Ток = 1.2 Ф (амперы)
Масса вещества, разделенного на электродах = 17 г
Найти:
Процентное содержание CuSO4 в растворе (Х).
Решение:
1. Рассмотрим химическое уравнение электролиза раствора CuSO4:
CuSO4(aq) → Cu(s) + SO4^2-(aq)
2. В процессе электролиза медь осаждается на катоде (отрицательном электроде), а кислород выделяется на аноде (положительном электроде).
3. Найдем количество электричества, переданного через раствор:
Q = I * t,
где Q - количество электричества (кол-во кулонов),
I - сила тока (амперы),
t - время (время, в том числе, можно взять как 1 час, так как время не указано).
4. Поскольку количество переданного заряда напрямую связано с количеством осажденного металла (меди), можно использовать его для определения массы меди:
m(Cu) = Q / F * M(Cu),
где F - фарад (заряд одного моля электронов, примерно равный 96500 Кл/моль),
M(Cu) - молярная масса меди.
5. Рассчитаем массу меди (Cu), осажденной на катоде:
m(Cu) = (1.2 Ф * 1 час) / (96500 Кл/моль) * 63.55 г/моль,
≈ 0.000781 моль,
Поскольку масса 1 моль меди равна 63.55 г.
6. Теперь рассмотрим соотношение между массой меди и массой раствора CuSO4:
m(CuSO4) = m(Cu) / n(CuSO4),
где n(CuSO4) - количество молей CuSO4.
7. Найдем количество молей CuSO4:
n(CuSO4) = m(CuSO4) / M(CuSO4),
= 0.017 кг / (63.55 г/моль + 32.07 г/моль + 4 * 16.00 г/моль),
≈ 0.000165 моль,
Поскольку молярная масса CuSO4 равна сумме молярных масс его элементов.
8. Теперь найдем процентное содержание CuSO4 в растворе:
Х = (m(CuSO4) / масса раствора) * 100%,
= (0.017 г / 100 г) * 100%,
= 17%.
Ответ:
Процентное содержание CuSO4 в растворе составляет 17%.