Химия

Схема электролиза и уравнение реакции электролиза такие же, как в задача 1442.

Рассчитываем количество вещества сульфата меди в исходном растворе:

$\nu (CuSO_{4}) = 200 \frac{0,05}{160} = 0,0625 моль$.

Определяем, до конца ли прошел электролиз:

$\begin{matrix} Было: & 0,0625 & ~ & ~ & ~ & \\ ~ & 2CuSO_{4} & + & 2H_{2}O & \rightarrow & 2Cu^{ \circ } \downarrow & + & O_{2} \uparrow & + & 2H_{2}SO_{4} & + & (CuSO_{4}) \\ Прореагировало: & x & ~ & ~ & стало: & x & ~ & 0,5x & ~ &x & ~ & 0,0625 - x \\ Теоретически \: возможные \: количества: & ~ & ~ & ~ & ~ & 0,0625 & ~ & 0,03125 & ~ & 0,0625 & ~ & 0 \end{matrix}$

Изменение массы раствора - это сумма масс веществ, выделившихся на электродах: $\Delta m = m(Cu^{ \circ}) + m(O_{2})$.
Если электролиз прошел бы полностью, то $\Delta m = 0,0625 \cdot 64 + 0,03125 \cdot 32 = 5 г$.
Поскольку реальное изменение массы меньше теоретического, электролиз прошел не до конца и, обозначив количество вещества выделившейся меди за $x$, находим:

$\Delta m = 64x + 32 \cdot 0,5x = 80x, 80x = 4; x = \frac{4}{80} = 0,05 моль$.
$\nu (Cu^{ \circ }) = 0,05 моль; \nu (O_{2}) = 0,5 \cdot 0,05 = 0,025 моль$.
$m(H_{2}SO_{4}) = 0,05 \cdot 98 = 4,9 г$;
$m(оставшегося \: CuSO_{4}) = (NULL,0625 - 0,05) \cdot 160 = 2 г$.
$m(конечного \: раствора) = 200 - 4 = 196 г$.
$\omega (H_{2}SO_{4}) = \frac{4,9}{196} = 0,025; \omega (CuSO_{4}) = \frac{2}{196} = 0,0102$
Ответ: $\nu (Cu^{ \circ }) = 0,05 моль; \nu (O_{2}) = 0,025 моль; \omega (H_{2}SO_{4}) = 2,5 \text{ %}; \omega (CuSO_{4}) = 1,02 \text{ % }$.