Решение:
Для решения данной задачи необходимо воспользоваться знаниями об электролизе и вычислении массовых долей веществ.
Рассмотрим реакцию электролиза раствора сульфата меди (II) CuSO₄:
- На катоде происходит восстановление ионов меди (II) Cu²⁺: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
Из условия задачи известны следующие данные:
- Масса исходного раствора сульфата меди (II): 282 г
- Масса образовавшегося металла меди на катоде: 16 г
- Концентрация исходного раствора: 17%
Сначала найдем количество молей меди (II) в 282 г раствора с 17% концентрацией:
- Молярная масса CuSO₄: 63.5 + 32 + (4 * 16) = 159.5 г/моль
- Массовая часть меди (II) в CuSO₄: 63.5 г / 159.5 г/моль = 0.398
- Масса меди в 282 г раствора: 282 г * 0.398 = 112.3 г
- Масса меди в моль = атомная масса Cu = 63.5 г/моль
- Количество молей меди в 282 г раствора: 112.3 г / 63.5 г/моль = 1.77 моль
Из электролиза известно, что на катоде выпадает медь:
- Масса меди на катоде: 16 г
- Количество молей меди на катоде: 16 г / 63.5 г/моль = 0.252 моль
Теперь рассмотрим массовую долю меди (II) в растворе после электролиза:
- Общее количество молей меди после электролиза = 1.77 моль - 0.252 моль = 1.518 моль
- Масса меди после электролиза = 1.518 моль * 63.5 г/моль = 96.184 г
- Масса соли после электролиза = 282 г - 96.184 г = 185.816 г
- Массовая доля соли после электролиза = (185.816 г / 282 г) * 100% ≈ 65.92%
Ответ: Массовая доля сульфата меди (II) в растворе после электролиза составляет около 65.92%.