Задание 34 ЕГЭ по химии · C8A0D2

Запишем процессы, происходящие при электролизе раствора хлорида натрия на инертных электродах:
2NaCl + 2H₂O → (электролиз) 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑
Количество водорода, выделившегося на катоде:
n(H₂) = V(H₂)V_m = 6,72 л22,4 л/моль = 0,300 моль
По уравнению реакции количество образовавшегося гидроксида натрия в два раза больше количества водорода:
n(NaOH) = 2n(H₂) = 2 · 0,300 = 0,600 моль
Масса гидроксида натрия, образовавшегося после электролиза:
m(NaOH) = nM = 0,600 · 40 = 24,0 г
Масса хлорида натрия в исходном растворе равна:
m(NaCl) = 234 · 0,20 = 46,8 г
Количество хлорида натрия в исходном растворе:
n(NaCl) = 46,858,5 = 0,800 моль
По уравнению электролиза прореагировало 0,600 моль NaCl, поэтому в растворе осталось 0,200 моль, или 11,7 г, NaCl. Масса выделившихся газов:
m(H₂) + m(Cl₂) = 0,300 · 2 + 0,300 · 71 = 21,9 г
Масса раствора после электролиза:
m₁ = 234 - 21,9 = 212,1 г
Масса сульфата меди(II) в добавленном растворе:
m(CuSO₄) = 160 · 0,20 = 32,0 г
Количество сульфата меди(II):
n(CuSO₄) = 32,0160 = 0,200 моль
Щёлочь реагирует с сульфатом меди(II):
CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
Для реакции с 0,200 моль CuSO₄ требуется 0,400 моль NaOH. В растворе останется:
n_ост(NaOH) = 0,600 - 0,400 = 0,200 моль
Масса оставшейся щёлочи:
m_ост(NaOH) = 0,200 · 40 = 8,0 г
Образовавшийся гидроксид меди(II) выпадает в осадок, поэтому его массу вычитаем из массы полученной смеси:
m(Cu(OH)₂) = 0,200 · 98 = 19,6 г
Масса полученного раствора:
m_р-ра = 212,1 + 160 - 19,6 = 352,5 г
Массовая доля щёлочи в полученном растворе:
ω(NaOH) = 8,0352,5 · 100% ≈ 2,27%