Химия
8 класс
Вопрос
В водный раствор хлорида меди(II) опустили медные электроды по 20 г каждый и подключили их к источнику постоянного тока. Через некоторое время катод вынули и растворили при нагревании в концентрированной серной кислоте, а затем добавили в раствор избыток гидроксида натрия, в результате чего выпал осадок массой 49 г. Определите массу анода после электролиза.
Ответ
Записываем уравнения реакций.
Катод: $Cu^{2+} + 2 \bar{e} \rightarrow Cu$. (1)
Анод: $Cu - 2 \bar{e} \rightarrow Cu^{2+}$. (2)
$Cu + \underset{конц}{2H_{2}SO_{4}} = CuSO_{4} + SO_{2} + 2H_{2}O$; (3)
$CuSO_{4} + 2NaOH = Cu(OH)_{2} \downarrow + Na_{2}SO_{4}$. (4)
Рассчитываем количество вещества гидроксида меди (осадка):
$n = \frac{m}{M}; n(Cu(OH)_{2}) = \frac{49 г}{98 г/моль} = 0,5 моль$.
Рассчитываем количество вещества и массу меди (катода) по окончании реакции:
$n_{кон}(Cu) = n(Cu(OH)_{2}) = 0,5 моль$;
$m = nM; m_{кон}(Cu) = 0,5 моль \cdot 64 г/моль = 32 г$.
Рассчитываем массу меди, осажденной на катоде:
$m(Cu) = m_{кон}(Cu) - n_{исх}(Cu); m(Cu) = 32 г - 20 г = 12 г$.
Вычисляем массу анода по окончании реакции. Масса анода уменьшилась ровно настолько, насколько выросла масса катода:
$m(анода) = m_{исх}(анода) - m(Cu); m(анода) = 20 г - 12 г = 8 г$.
Ответ: $m(анода) = 8 г$.