Электролиз 9.4%-ного водного раствора нитрата меди продолжали до тех пор, пока объем газа, выделившегося на катоде, не превысил в 1.5 раза объем газа, выделившегося на аноде. рассчитайте массовую долю (в %) растворенного вещества в образовавшемся растворе. относительную атомную массу меди примите равной 64.

Question

Электролиз 9.4%-ного водного раствора нитрата меди продолжали до тех пор, пока объем газа, выделившегося на катоде, не превысил в 1.5 раза объем газа, выделившегося на аноде. рассчитайте массовую долю (в %) растворенного вещества в образовавшемся растворе. относительную атомную массу меди примите равной 64.

zolotoy_brat 15.01.2026 05:43

Ответы и вопросы пользователей

Калинина Мария Игоревна · Accepted Answer

Массовая доля азотной кислоты в конечном растворе составляет 6.75%. ️ Шаг 1: Анализ процессов электролиза и расчет исходных количеств веществ При электролизе водного раствора $C u (N O_{3})_{2} cap C u open paren cap N cap O sub 3 close paren sub 2$ на инертных электродах сначала происходит разложение соли: $2 C u (N O_{3})_{2} + 2 H_{2} O e l 2 C u + O_{2} +4 H N O_{3} 2 cap C u open paren cap N cap O sub 3 close paren sub 2 plus 2 cap H sub 2 cap O 2 cap C u down arrow positive cap O sub 2 up arrow positive 4 cap H cap N cap O sub 3$ (1) После того как ионы меди полностью восстановятся, начинается электролиз воды: $2 H_{2} O e l 2 H_{2} + O_{2} 2 cap H sub 2 cap O 2 cap H sub 2 up arrow positive cap O sub 2 up arrow$ (2) Пусть масса исходного раствора составляет $100100$ г. Тогда: $m (C u (N O_{3})_{2}) = 100 \cdot 0.094 = 9.4 m open paren cap C u open paren cap N cap O sub 3 close paren sub 2 close paren equals 100 center dot 0.094 equals 9.4$ г $n (C u (N O_{3})_{2}) = \frac{9.4}{188} = 0.05 n open paren cap C u open paren cap N cap O sub 3 close paren sub 2 close paren equals 9.4 over 188 end-fraction equals 0.05$ моль По уравнению (1): $n (C u) = n (C u (N O_{3})_{2}) = 0.05 n open paren cap C u close paren equals n open paren cap C u open paren cap N cap O sub 3 close paren sub 2 close paren equals 0.05$ моль; $m (C u) = 0.05 \cdot 64 = 3.2 m open paren cap C u close paren equals 0.05 center dot 64 equals 3.2$ г $n (O_{2})_{1} = 0.5 \cdot n (C u (N O_{3})_{2}) = 0.025 n open paren cap O sub 2 close paren sub 1 equals 0.5 center dot n open paren cap C u open paren cap N cap O sub 3 close paren sub 2 close paren equals 0.025$ моль $n (H N O_{3}) = 2 \cdot n (C u (N O_{3})_{2}) = 0.1 n open paren cap H cap N cap O sub 3 close paren equals 2 center dot n open paren cap C u open paren cap N cap O sub 3 close paren sub 2 close paren equals 0.1$ моль ️ Шаг 2: Определение количества газов и использование условия задачи Газ на катоде — это только водород $H_{2} cap H sub 2$ , который выделяется во втором процессе. Газ на аноде — это кислород $O_{2} cap O sub 2$ , выделяющийся в обоих процессах. Пусть $n (H_{2}) = x n open paren cap H sub 2 close paren equals x$ моль. Тогда по уравнению (2) количество кислорода составляет $n (O_{2})_{2} = 0.5 x n open paren cap O sub 2 close paren sub 2 equals 0.5 x$ моль. Общий объем газов пропорционален их количеству в молях: $n (катодных газов) = x n open paren катодных газов close paren equals x$ $n (анодных газов) = n (O_{2})_{1} + n (O_{2})_{2} = 0.025 + 0.5 x n open paren анодных газов close paren equals n open paren cap O sub 2 close paren sub 1 plus n open paren cap O sub 2 close paren sub 2 equals 0.025 plus 0.5 x$ По условию задачи: $\frac{x}{0.025 + 0.5 x} = 1.5 the fraction with numerator x and denominator 0.025 plus 0.5 x end-fraction equals 1.5$ $x = 0.0375 + 0.75 x x equals 0.0375 plus 0.75 x$ $0.25 x = 0.0375 0.25 x equals 0.0375$ $x = 0.15 x equals 0.15$ моль ( $H_{2} cap H sub 2$ ) Следовательно, общее количество кислорода: $n (O_{2})_{общ} = 0.025 + 0.5 \cdot 0.15 = 0.1 n open paren cap O sub 2 close paren sub общ end-sub equals 0.025 plus 0.5 center dot 0.15 equals 0.1$ моль ️ Шаг 3: Расчет массовой доли растворенного вещества Растворенным веществом в конечном растворе является азотная кислота $H N O_{3} cap H cap N cap O sub 3$ : $m (H N O_{3}) = 0.1 \cdot 63 = 6.3 m open paren cap H cap N cap O sub 3 close paren equals 0.1 center dot 63 equals 6.3$ г Масса конечного раствора: $m_{р-ра} = m_{исх} - m (C u) - m (O_{2})_{общ} - m (H_{2}) m sub р-ра end-sub equals m sub исх end-sub minus m open paren cap C u close paren minus m open paren cap O sub 2 close paren sub общ end-sub minus m open paren cap H sub 2 close paren$ $m (O_{2})_{общ} = 0.1 \cdot 32 = 3.2 m open paren cap O sub 2 close paren sub общ end-sub equals 0.1 center dot 32 equals 3.2$ г $m (H_{2}) = 0.15 \cdot 2 = 0.3 m open paren cap H sub 2 close paren equals 0.15 center dot 2 equals 0.3$ г $m_{р-ра} = 100 - 3.2 - 3.2 - 0.3 = 93.3 m sub р-ра end-sub equals 100 minus 3.2 minus 3.2 minus 0.3 equals 93.3$ г Массовая доля $H N O_{3} cap H cap N cap O sub 3$ : $ω (H N O_{3}) = \frac{6.3}{93.3} \cdot 100 % \approx 6.7524 % omega open paren cap H cap N cap O sub 3 close paren equals 6.3 over 93.3 end-fraction center dot 100 % is approximately equal to 6.7524 %$ Ответ: Массовая доля растворенного вещества составляет 6.75%. Рассчитать молярную концентрацию азотной кислоты в полученном растворе, если его плотность принять равной 1.04 г/мл?

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов