Задание 34 ЕГЭ по химии · A38FD9

Масса исходного сульфата меди(II) составляет:
m(CuSO₄)=640·0,15=96 г
Количество вещества сульфата меди(II) в исходном растворе:
n(CuSO₄)=96160=0,6 моль
На инертных электродах протекают реакции: на катоде восстанавливаются ионы меди, на аноде окисляется вода.
Cu²⁺+2e^-→Cu; 2H₂O-4e^-→O₂+4H↑+
Суммарное уравнение электролиза:
2CuSO₄+2H₂O→2Cu+O₂+2H₂SO₄
При выделении 1 моль меди масса раствора уменьшается на массу меди и кислорода, выделившегося при электролизе соответствующего количества воды:
m(Cu)+m(O₂)=64+16=80 г
Количество вещества меди, выделившейся при уменьшении массы раствора на 32 г:
n(Cu)=3280=0,4 моль
По уравнению электролиза израсходовано 0,4 моль CuSO₄ и образовалось 0,4 моль H₂SO₄. В растворе осталось:
n(CuSO₄)=0,6-0,4=0,2 моль; m(CuSO₄)=0,2·160=32 г
Масса образовавшейся серной кислоты равна:
m(H₂SO₄)=0,4·98=39,2 г
В 400 г 20%-ного раствора содержится:
m(NaOH)=400·0,20=80 г; n(NaOH)=8040=2 моль
Гидроксид натрия реагирует с оставшимся сульфатом меди(II) и с образовавшейся серной кислотой:
CuSO₄+2NaOH→Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄; H₂SO₄+2NaOH→Na₂SO₄+2H₂O
На реакцию с 0,2 моль CuSO₄ потребуется 0,4 моль NaOH, а на реакцию с 0,4 моль H₂SO₄ — 0,8 моль. Всего израсходовано:
n_расх(NaOH)=0,4+0,8=1,2 моль
Остаток гидроксида натрия:
n_ост(NaOH)=2-1,2=0,8 моль; m_ост(NaOH)=0,8·40=32 г
Образовавшийся осадок гидроксида меди(II) имеет массу:
m(Cu(OH)₂)=0,2·98=19,6 г
Масса полученного раствора равна общей массе смешанных растворов за вычетом массы осадка:
m_р-ра=608+400-19,6=988,4 г
Массовая доля оставшегося гидроксида натрия:
ω(NaOH)=32988,4·100%=3,24%