Задание №63705 ЕГЭ по Химии

1. При электролизе раствора сульфата меди(II) протекает реакция:

2. Найдем число моль образовавшегося на аноде кислорода:
n O₂ = V O₂ / V_m = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль 

3. Найдем число моль сульфата меди(II):
m_исх CuSO₄ = ω CuSO₄ ⋅ m_р-ра СuSO₄ = 0,36 ⋅ 800 = 288 г
n_исх CuSO₄ = m CuSO₄ / M CuSO₄ = 288 / 160 = 1,8 моль
n₁ CuSO₄ = 2n O₂ = 2 ⋅ 0,5 = 1 моль
n_ост. CuSO₄ = n_исх CuSO₄ – n₁ CuSO₄ = 1,8 – 1 = 0,8 моль

4. Найдем число моль добавленного гидроксида калия:
m KOH / 706 = 40 / 140
m KOH = 201,71 г
n KOH = m KOH / M KOH = 201,71 / 56 = 3,6 моль

5. Добавленный KOH прореагирует с серной кислотой и остатком сульфата меди(II):
[2] 2KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2H₂O
[3] 2KOH + СuSO₄ = K₂SO₄ + Cu(OH)₂

6. Найдем число моль гидроксида калия, вступившего в реакции 2 и 3:
n H₂SO₄ = n₁ CuSO₄ = 1 моль

n₂ KOH = 2n H₂SO₄ = 2 ⋅ 1 = 2 моль
n₃ KOH = 2n_ост. СuSO₄ = 2 ⋅ 0,8 = 1,6 моль

После протекания реакций 2 и 3 щелочи в растворе не останется

7. Найдем массу сульфата калия в конечном растворе:
n₂ K₂SO₄ = n H₂SO₄ = 1 моль
n₃ K₂SO₄ = n_ост. СuSO₄ = 0,8 моль
n K₂SO₄ = n₂ K₂SO₄ + n₃ K₂SO₄ = 1 + 0,8 = 1,8 моль
m K₂SO₄ = n K₂SO₄ ⋅ M K₂SO₄ = 1,8 ⋅ 174 = 313,2 г

8. Найдем массу конечного раствора:
m_{кон. р-ра} = m_р-ра СuSO₄ + m_р-ра KOH – m Cu – m O₂ – m Cu(OH)₂ 

n Cu = n₁ CuSO₄ = 1 моль
m Cu = n Cu ⋅ M Cu = 1 ⋅ 64 = 64 г

m O₂ = n O₂ ⋅ M O₂ = 0,5 ⋅ 32 = 16 г

n Cu(OH)₂ = n₃ K₂SO₄ = 0,8 моль
m Cu(OH)₂ = n Cu(OH)₂ ⋅ M Cu(OH)₂ = 0,8 ⋅ 98 = 78,4 г

m_{кон. р-ра} = 800 + 706 – 64 – 16 – 78,4 = 1347,6 г

9. Вычислим массовую долю сульфата калия в конечном растворе:
ω K₂SO₄ = m K₂SO₄ / m_{кон. р-ра} = 313,2 / 1347,6 = 0,2324 → 23,24% 

Ответ: массовая доля соли в конечном растворе равна 23,24%

Источник: NeoFamily (курс Юлиана)