600 г раствора CuSO₄ подвергли электролизу током 2 А в течение 13,4 ч. К полученному после электролиза раствору добавили Na₂S — выпало 9,6 г чёрного осадка. Найдите массовую долю исходного раствора (%).
- 32
- 22,4
- 11,2
- 16
📝 Detailed explanation
t = 13,4 · 3600 = 48240 сQ = I·t
Q = 2 · 48240 = 96480 Кл
Катодный процесс:
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
n(e⁻) = Q/F
n(e⁻) = 96480/96480 = 1 моль
На восстановление 1 моль Cu²⁺ требуется 2 моль e⁻:
n(Cu, выдел.) = 1/2 = 0,5 моль
Осадок:
Cu²⁺ + S²⁻ → CuS↓
M(CuS) = 64 + 32 = 96 г/моль
n(CuS) = 9,6/96 = 0,1 моль
Следовательно,
n(Cu²⁺, ост.) = 0,1 моль
Во время электролиза израсходовалось:
0,5 моль Cu²⁺
Осталось:
0,1 моль Cu²⁺
Значит первоначально было:
n(CuSO₄) = 0,5 + 0,1 = 0,6 моль
M(CuSO₄) = 64 + 32 + 64 = 160 г/моль
m(CuSO₄) = 0,6 · 160 = 96 г
ω(CuSO₄) = 96/600 · 100% = 16%