Задание 34 ЕГЭ по химии · DBDAB5

На инертном аноде окисляется вода, а на катоде восстанавливаются ионы меди:
2H₂O-4e^-→O₂+4H↑+; Cu²⁺+2e^-→Cu
Количество кислорода, выделившегося на аноде:
n(O₂)=V(O₂)V_m=4,48 л22,4 л/моль=0,2 моль
При электролизе образуется серная кислота в количестве, равном количеству выделившегося кислорода. Количество исходного сульфата меди:
n₀(CuSO₄)=cV=0,8 моль/л·0,750 л=0,6 моль
Количество меди, выделившейся на катоде, вдвое больше количества кислорода:
n(Cu)=2n(O₂)=2·0,2=0,4 моль
После электролиза в растворе остаётся 0,6-0,4=0,2 моль сульфата меди, а также образуется 0,2 моль серной кислоты. При добавлении гидроксида натрия происходит реакция нейтрализации:
H₂SO₄+2NaOH→Na₂SO₄+2H₂O
Количество добавленного гидроксида натрия:
n(NaOH)=cV=3,2 моль/л·0,500 л=1,6 моль
На нейтрализацию 0,2 моль серной кислоты расходуется:
n_расх(NaOH)=2n(H₂SO₄)=2·0,2=0,4 моль
Гидроксид натрия взят в избытке. Его количество и масса после реакции:
n_изб(NaOH)=1,6-0,4=1,2 моль; m(NaOH)=1,2·40=48 г
Масса исходного раствора сульфата меди:
m₁=Vρ=750 мл·1,08 г/мл=810 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 и масса добавленного раствора гидроксида натрия:
m_эл=810-25,6-6,4=778 г; m₂=500 мл·1,25 г/мл=625 г
Масса полученного раствора и массовая доля избытка гидроксида натрия:
m_р-ра=778+625=1403 г; ω(NaOH)=481403·100%=3,42%