При электролизе с графитовыми электродами 72,8 г 10%-ного раствора ацетата меди(II) выделилось 672 мл (н

Вариант ответа:

Уравнения реакций:

$Cu(CH_3COO)_2 = Cu↓ + 2CO_2↑ + CH_3–CH_3$ (1)

$Cu(CH_3COO)_2 + 2NaOH = Cu(OH)_2↓ + 2CH_3COONa$ (2)

Находим количество вещества реагентов:

а) $m(Cu(CH_3COO)_2)_{чист.}$ = 0.1 · 72.8 = 7.28 г

$M(Cu(CH_3COO)_2)$ = 182 г/моль; $n(Cu(CH_3COO)_2)$ = 7.28 / 182 = 0.04 моль

б) пусть выделилось x моль $CH_3–CH_3$, тогда (по уравнению 1):

n($CO_2$) = 2x моль и

$V(CH_3–CH_3)$ = 22.4x л, $V(CO_2)$ = 22.4 · 2x л

22.4x + 22.4 · 2x = 0.672

x = 0.01

M($CO_2$) = 44 г/моль; m($CO_2$) = 0.02 · 44 = 0.88 г

M($C_2H_6$) = 30 г/моль; m($C_2H_6$) = 0.01 · 30 = 0.3 г

в) $m(NaOH)_{чист.}$ = 0.05 · 40 = 2 г

M(NaOH) = 40 г/моль; n(NaOH) = 2 / 40 = 0.05 моль

По уравнению (1):

а) n(Cu) = n($C_2H_6$) = 0.01 моль

M(Cu) = 64 г/моль; m(Cu) = 0.1 · 64 = 0.64 г

б) $n(Cu(CH_3COO)_2)_{прореаг.}$ = $n(C_2H_6)$ = 0.01 моль

имеется $Cu(CH_3COO)_2$ — 0.04 моль

прореагировало $Cu(CH_3COO)_2$ — 0.01 моль

осталось $Cu(CH_3COO)_2$ — (0.04 – 0.01) = 0.03 моль

Находим количество $Cu(CH_3COO)_2$ в отобранной порции раствора.

а) $m_{р-ра}$ после электролиза = 72.8 – 0.64 – 0.88 – 0.3 = 70.98 г

б) Так как концентрация вещества в растворе и его части одинакова, то можно найти количество вещества с помощью пропорции:

0.03 : 70.98 = x : 23.66

x = 0.01 моль $Cu(CH_3COO)_2$

По уравнению (2):

а) имеется NaOH — 0.05 моль

прореагирует NaOH — 0.02 моль

останется NaOH — (0.05 – 0.2) = 0.03 моль (избыток)

$m(NaOH)_{избыток}$ = 0.03 · 40 = 1.2 г

б) $n(Cu(OH)_2) = n(Cu(CH_3COO)_2)$ = 0.01 моль

$M(Cu(OH)_2)$ = 98 г/моль; $m(Cu(OH)_2)$ = 0.01 · 98 = 0.98 г

в) $n(CH_3СOONa) = 2n(Cu(CH_3COO)_2)$ = 0.01 · 2 = 0.02 моль

$M(CH_3СOONa)$ = 82 г/моль; $m(CH_3СOONa)$ = 0.02 · 82 = 1.64 г

$m_{р-ра}$ = 23.66 + 40 – 0.98 = 62.68 г

$ω(CH_3СOONa)$ = 1.64 / 62.68 ≈ 0.0262, или 2.62 %

ω(NaOH) = 1.2 / 62.68 ≈ 0.0191, или 1.91 %

$ω(H_2O)$ = 100 – 2.62 – 1.91 = 95.47 %