4 г проволоки, состоящей из чистой меди, полностью растворили в концентрированной азотной кислоте cu + 4hno3 = cu(no3)2 + 2no2 + 2h2o полученную при этом соль - нитрат меди(ii) подвергли разложению при нагревании 2cu(no3)2 = cuo + 4no2 + o2 в результате получился чёрный порошок оксида меди(ii), который полностью растворили в серной кислоте при небольшом нагревании cuo + h2so4 = cuso4 + h2o голубой раствор сульфата меди(ii) подвергли воздействию электрического тока (электролизу) на графитовом электроде - катоде, массой 50 г, при этом вся медь осела на поверхности катода 2cuso4 + 2h2o = 2cu + o2 + 2h2so4 вычислите массу катода (в г) после того, как весь сульфат меди(ii) вступил в процесс электролиза. все реакции шли со 100% выходом, то есть без потери веществ. ответ запишите числом с округлением о целых. дроб
Давайте рассмотрим задачу шаг за шагом.
Реакция получения нитрата меди(II):
\[ \text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \]
Из 4 г меди (Cu) можно найти количество молей меди:
\[ n_{\text{Cu}} = \frac{4 \, \text{г}}{63.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.063 \, \text{моль} \]
По уравнению реакции видно, что 1 моль меди дает 1 моль нитрата меди (Cu(NO₃)₂). Следовательно, получится 0.063 моль Cu(NO₃)₂.
Реакция разложения нитрата меди(II):
\[ 2\text{Cu(NO}_3)_2 \rightarrow \text{CuO} + 4\text{NO}_2 + \text{O}_2 \]
Из 0.063 моль Cu(NO₃)₂ получим:
\[ n_{\text{CuO}} = \frac{0.063}{2} \approx 0.0315 \, \text{моль} \]
Молярная масса CuO равна 79.5 г/моль, следовательно, масса оксида меди(II):
\[ m_{\text{CuO}} = 0.0315 \, \text{моль} \times 79.5 \, \text{г/моль} \approx 2.50 \, \text{г} \]
Реакция растворения CuO в серной кислоте:
\[ \text{CuO} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{H}_2\text{O} \]
В этой реакции 1 моль CuO дает 1 моль CuSO₄. Таким образом, получим 0.0315 моль CuSO₄.
Молярная масса CuSO₄ равна 159.5 г/моль, следовательно, масса сульфата меди(II):
\[ m_{\text{CuSO}_4} = 0.0315 \, \text{моль} \times 159.5 \, \text{г/моль} \approx 5.02 \, \text{г} \]
Электролиз сульфата меди(II):
\[ 2\text{CuSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{Cu} + \text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \]
Из 0.0315 моль CuSO₄ получим 0.0315 моль Cu, что соответствует:
\[ m_{\text{Cu}} = 0.0315 \, \text{моль} \times 63.5 \, \text{г/моль} \approx 2.00 \, \text{г} \]
На катоде оседает медь, и масса катода до процесса электролиза была 50 г. После осаждения меди ее масса будет равна:
\[ m_{\text{катода}} = 50 \, \text{г} + 2.00 \, \text{г} = 52.00 \, \text{г} \]
Таким образом, округляя до целого, ответ:
52 г.
