32 г сульфата меди-2 растворили в воде объёмом 119,6 мл и подвергли электролизу. На аноде выделилось 1,.12 л газа (н.у.). Рассчитать массовую долю ( в % )соли в растворе после…

Для решения этой задачи, начнем с того, что нам необходимо определить, как изменится состав раствора сульфата меди (CuSO₄) после электролиза.

Шаг 1: Определим количество вещества CuSO₄ в растворе

Молярная масса сульфата меди (CuSO₄) рассчитывается как:

• Cu (медный атом) = 63.5 г/моль
• S (серный атом) = 32.1 г/моль
• O (кислород) = 16.0 г/моль * 4 = 64.0 г/моль

Таким образом, молярная масса CuSO₄ = 63.5 + 32.1 + 64.0 = 159.6 г/моль.

Теперь, найдем количество вещества CuSO₄ в 32 г:

\[ n = \frac{m}{M} = \frac{32 \text{ г}}{159.6 \text{ г/моль}} \approx 0.2005 \text{ моль} \]

Шаг 2: Определение газа, выделившегося на аноде

На аноде в процессе электролиза происходит окисление сульфата меди, и выделяется кислород.

Из уравнения реакции, показано, что выделение газа (кислорода, O₂) на аноде связано с количеством тока, проходящим через раствор. Мы знаем, что выделение 1 литра кислорода при нормальных условиях (н.у.) соответствует 1/22.4 моль (по объему одного моля газа при н.у.).

Количество вещества O₂, выделившегося на аноде:

\[ V = 1.12 \text{ л} = 1120 \text{ мл} \]

То есть:

\[ n(O₂) = \frac{1120 \text{ мл}}{22400 \text{ мл/моль}} = \frac{1120}{22400} = 0.05 \text{ моль} \]

Шаг 3: Найдем, сколько сульфата меди осталось после электролиза

На каждую моль сульфата меди выделяется 0.5 моль кислорода (O₂). Как мы посчитали, выделилось 0.05 моль O₂. Значит, чтобы получить 0.05 моль O₂, расходуется:

\[ 0.05 \text{ моль} O₂ \times 2 = 0.1 \text{ моль} CuSO₄ \]

Исходное количество CuSO₄ было 0.2005 моль. После электролиза останется:

\[ 0.2005 - 0.1 = 0.1005 \text{ моль} CuSO₄ \]

Шаг 4: Рассчитаем новую массу сульфата меди и массу раствора

Теперь найдем массу оставшегося CuSO₄:

\[ m(осталось) = n \times M = 0.1005 \text{ моль} \times 159.6 \text{ г/моль} \approx 16.04 \text{ г} \]

Теперь рассчитаем массу раствора. Изначально в растворе было:

• масса CuSO₄ = 32 г
• масса воды = 119.6 г (поскольку 1 мл воды = 1 г)

Общая масса раствора до электролиза:

\[ m(раствора) = 32 + 119.6 = 151.6 \text{ г} \]

После электролиза массовая доля сульфата меди составит:

\[ \text{м. д.} = \frac{m(осталось)}{m(раствора)} \times 100\% \]

Подставим значения:

\[ \text{м. д.} = \frac{16.04}{151.6} \times 100\% \approx 10.58\% \]

Округляя до целых чисел, получается, что массовая доля сульфата меди в растворе после электролиза составляет примерно 11%.

Таким образом, правильный ответ: 11%.