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)…
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 округл
Для решения этой задачи будем рассматривать все реакции пошагово и определим, как изменится масса катода после электролиза.
Шаг 1: Определим количество меди в исходной проволоке
- Сначала найдем количество вещества меди в 4 г проволоки.
- Молярная масса меди (Cu) равна 63,5 г/моль.
- Количество вещества (n) меди можно вычислить по формуле: \[ n = \frac{m}{M} \] где \( m \) – масса (4 г), \( M \) – молярная масса (63,5 г/моль). \[ n_{Cu} = \frac{4\, \text{г}}{63,5\, \text{г/моль}} \approx 0,063\, \text{моль} \]
Шаг 2: Реакция с азотной кислотой
- В результате первой реакции образуется нитрат меди(II) (Cu(NO₃)₂). Уравнение реакции: \[ \text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \] Из одного моля меди образуется один моль нитрата меди. Следовательно, количество соли: \[ n_{\text{Cu(NO}_3\text{)}_2} = n_{Cu} = 0,063\, \text{моль} \]
Шаг 3: Разложение нитрата меди(II)
- Затем осуществляется разложение нитрата меди(II): \[ 2\text{Cu(NO}_3\text{)}_2 \rightarrow 2\text{CuO} + 4\text{NO}_2 + \text{O}_2 \] Из 2 моль нитрата меди образуется 2 моль оксида меди (CuO). Количество CuO будет столько же, сколько Cu(NO₃)₂: \[ n_{\text{CuO}} = n_{\text{Cu(NO}_3\text{)}_2} = 0,063\, \text{моль} \]
Шаг 4: Реакция с серной кислотой
- Далее оксид меди реагирует с серной кислотой: \[ \text{CuO} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{H}_2\text{O} \] Из одного моля CuO образуется один моль сульфата меди(II) (CuSO₄). Значит: \[ n_{\text{CuSO}_4} = n_{\text{CuO}} = 0,063\, \text{моль} \]
Шаг 5: Электролиз
- Теперь нужно найти, сколько меди осадится на катоде в процессе электролиза. Реакция электролиза сульфата меди: \[ \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Cu} + \text{O}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \] Из 2 моль CuSO₄ образуется 2 моль меди. Таким образом, количество выделившейся меди: \[ n_{\text{Cu}} = n_{\text{CuSO}_4} = 0,063\, \text{моль} \]
Шаг 6: Вычислим массу меди, осевшей на катоде
- Теперь найдем массу меди, которая осела на катоде.
- Молярная масса меди: 63,5 г/моль. \[ m_{\text{Cu}} = n_{\text{Cu}} \cdot M_{Cu} = 0,063 \cdot 63,5 \approx 4\, \text{г} \]
Шаг 7: Найдем массу катода после электролиза
- Масса катода до электролиза была 50 г. После того как на катоде осела медь, масса катода: \[ m_{\text{катода}} = 50\, \text{г} + m_{\text{Cu}} = 50\, \text{г} + 4\, \text{г} = 54\, \text{г} \]
Таким образом, масса катода после завершения процесса электролиза составит 54 г.
