Задание 34 ЕГЭ по химии · 4451C3
Электролиз · 12 заданий
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 376 г 30%-ного раствора нитрата меди(II). После того как на аноде выделилось 4,48 л (н.у.) газа, процесс остановили. К образовавшемуся в процессе электролиза раствору добавили 224 г 25%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щёлочи в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Масса нитрата меди(II) в исходном растворе:
m(Cu(NO3)2)=376·0,30=112,8 г
Количество вещества нитрата меди(II):
M(Cu(NO3)2)=188 г/моль, n(Cu(NO3)2)=112,8188=0,6 моль
Количество вещества кислорода, выделившегося на аноде:
n(O2)=4,4822,4=0,2 моль
Уравнение электролиза раствора на инертных электродах:
2Cu(NO3)2+2H2O→2Cu+O2+4HNO3
По уравнению реакции при образовании 0,2 моль O2 прореагировало 0,4 моль Cu(NO3)2 и образовалось 0,8 моль HNO3. Оставшееся количество нитрата меди(II):
nост(Cu(NO3)2)=0,6-0,4=0,2 моль
Масса гидроксида натрия в добавленном растворе и его количество вещества:
m(NaOH)=224·0,25=56 г; n(NaOH)=5640=1,4 моль
Сначала гидроксид натрия нейтрализует азотную кислоту:
HNO3+NaOH→ NaNO3+H2O
На нейтрализацию 0,8 моль азотной кислоты расходуется 0,8 моль NaOH. Остаётся:
n(NaOH)=1,4-0,8=0,6 моль
Оставшийся нитрат меди(II) реагирует с гидроксидом натрия:
Cu(NO3)2+2NaOH→ Cu(OH)2↓+2NaNO3
На реакцию с 0,2 моль Cu(NO3)2 расходуется 0,4 моль NaOH. В растворе остаётся:
nост(NaOH)=0,6-0,4=0,2 моль; mост(NaOH)=0,2·40=8 г
При электролизе из раствора удаляются медь и кислород:
m(Cu)=0,4·64=25,6 г; m(O2)=0,2·32=6,4 г
Масса раствора после электролиза:
m1=376-25,6-6,4=344 г
Образовавшийся гидроксид меди(II) выпадает в осадок. Его масса:
m(Cu(OH)2)=0,2·98=19,6 г
Масса полученного раствора после добавления раствора гидроксида натрия и отделения осадка:
mр-ра=344+224-19,6=548,4 г
Массовая доля оставшегося гидроксида натрия:
w(NaOH)=8548,4·100%=1,46%
m(Cu(NO3)2)=376·0,30=112,8 г
Количество вещества нитрата меди(II):
M(Cu(NO3)2)=188 г/моль, n(Cu(NO3)2)=112,8188=0,6 моль
Количество вещества кислорода, выделившегося на аноде:
n(O2)=4,4822,4=0,2 моль
Уравнение электролиза раствора на инертных электродах:
2Cu(NO3)2+2H2O→2Cu+O2+4HNO3
По уравнению реакции при образовании 0,2 моль O2 прореагировало 0,4 моль Cu(NO3)2 и образовалось 0,8 моль HNO3. Оставшееся количество нитрата меди(II):
nост(Cu(NO3)2)=0,6-0,4=0,2 моль
Масса гидроксида натрия в добавленном растворе и его количество вещества:
m(NaOH)=224·0,25=56 г; n(NaOH)=5640=1,4 моль
Сначала гидроксид натрия нейтрализует азотную кислоту:
HNO3+NaOH→ NaNO3+H2O
На нейтрализацию 0,8 моль азотной кислоты расходуется 0,8 моль NaOH. Остаётся:
n(NaOH)=1,4-0,8=0,6 моль
Оставшийся нитрат меди(II) реагирует с гидроксидом натрия:
Cu(NO3)2+2NaOH→ Cu(OH)2↓+2NaNO3
На реакцию с 0,2 моль Cu(NO3)2 расходуется 0,4 моль NaOH. В растворе остаётся:
nост(NaOH)=0,6-0,4=0,2 моль; mост(NaOH)=0,2·40=8 г
При электролизе из раствора удаляются медь и кислород:
m(Cu)=0,4·64=25,6 г; m(O2)=0,2·32=6,4 г
Масса раствора после электролиза:
m1=376-25,6-6,4=344 г
Образовавшийся гидроксид меди(II) выпадает в осадок. Его масса:
m(Cu(OH)2)=0,2·98=19,6 г
Масса полученного раствора после добавления раствора гидроксида натрия и отделения осадка:
mр-ра=344+224-19,6=548,4 г
Массовая доля оставшегося гидроксида натрия:
w(NaOH)=8548,4·100%=1,46%
Пример ответа
Массовая доля щёлочи в полученном растворе равна 1,46%.
Похожие задания
34Через 400 г 36%-ного раствора нитрата железа(II) Fe(NO3)2 пропустили электрический ток. При этом объём газа…Электролиз · 12 заданий · 2A68B034Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 270 г 20%-ного раствора хлорида меди(II). После…Электролиз · 12 заданий · 3027E734Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 360 г 18,75%-ного раствора хлорида меди(II). После…Электролиз · 12 заданий · 4BA9C034Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 282 г 40%-ного раствора нитрата меди(II). После…Электролиз · 12 заданий · 5A78DD34Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 624 г 10%-ного раствора хлорида бария. После того…Электролиз · 12 заданий · 6471CC34Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 640 г 15%-ного раствора сульфата меди(II). После…Электролиз · 12 заданий · A38FD934Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 500 г 16%-ного раствора сульфата меди(II). После…Электролиз · 12 заданий · ABD2F434Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 234 г 20%-ного раствора хлорида натрия. После того…Электролиз · 12 заданий · C8A0D2
Нужен репетитор по химии?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по химии в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.