Химия

Напишем суммарное уравнение электролиза раствора нитрата меди(II):

$2Cu(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O = 2Cu + 4HNO_{3} + O_{2} \uparrow$.

Кислород выделяется на аноде, медь - на катоде.

Рассчитаем массу исходного раствора и массу нитрата меди(II) в нем:

$m(р-ра) = 130 мл \cdot 1,25 г/мл = 162,5 г$;
$m(Cu(NO_{3})_{2}) = 162,5 г \cdot 0,256 = 41,6 г$.

Найдем количество вещества кислорода:

$n(O_{2}) = \frac{3,36 л}{22,4 л/моль} = 0,15 моль$.

По уравнению реакции определим количество вещества выделившейся на катоде меди и количество вещества образовавшейся в растворе азотной кислоты:

$n(Cu) = 2n(O_{2}) = 0,3 моль$;
$n(HNO_{3}) = 4n(O_{2}) = 0,6 моль$.

Так как после прекращения электролиза электроды были оставлены в образовавшемся растворе, то выделившаяся на катоде медь растворялась в разбавленном растворе азотной кислоты:

$3Cu + 8HNO_{3} = 3Cu(NO_{3})_{2} + 2NO \uparrow + 4H_{2}O$.

Найдем количество вещества растворившейся меди и меди, оставшейся на катоде:

$n_{p}(Cu) = \frac{3}{8} n(HNO_{3}); n_{p}(Cu) = \frac{3}{8} \cdot 0,6 моль = 0,225 моль$;
$n_{ \circ}(Cu) = 0,3 моль - 0,225 моль = 0,075 моль$;
$m_{ \circ}(Cu) = 0,075 моль \cdot 64 г/моль = 4,8 г$.

Следовательно, количество вещества нитрата меди(II) в растворе уменьшится на 0,075 моль. Найдем массу соли, которая останется в растворе:

$m_{ \circ}(Cu(NO_{3})_{2}) = 41,6 г - 0,075 моль \cdot 188 г/моль = 27,5 г$.

Найдем массу раствора после всех реакций:

$m(р-ра) = 162,5 г - m_{ \circ}(Cu) - m(O_{2}) - m(NO)$;
$m(р-ра) = 162,5 г - 4,8 г - 0,15 моль \cdot 32 г/моль - \frac{2}{8} \cdot 0,6 моль \cdot 30 г/моль = 148,4 г$.

Вычислим массовую долю нитрата меди(II) в растворе:

$w(Cu(NO_{3})_{2}) = \frac{27,5 г}{148,4 г} = 0,1853$ (или 18,53 %).
Ответ: $w(Cu(NO_{3})_{2}) = 18,53 \text{ % }$.