Через 100 г раствора сульфата меди с массовой долей соли 10%

1) Сочиняем схему электролиза:
Катод: Cu2+ + 2 -gt; Cuo 2
Анод: 2 Н2О - 4 -gt; О2 + 4 Н+
Суммарное уравнение в ионном виде:
2 Cu2+ + 2Н2О -gt; 2 Cuo + О2 + 4 Н+
Суммарное уравнение в молекулярном виде:
2 CuSO4 + 2 H2O -gt; 2 Cuo + О2 + 2 H2SO4
2) Определяем количества веществ сульфата меди в исходном растворе и кислорода,
выделившегося на аноде:
n( CuSO4) = 100 0,1 / 160 = 0,0625 моль. n(О2) = 0,560 / 22,4 = 0,025 моль.
Если бы электролиз сульфата меди прошел вполне, то, сообразно уравнению реакции, кислорода должно было бы выделиться 0,0625 / 2 = 0,03125 моль, что больше, чем выделилось на самом деле. Как следует, электролиз прошел не до конца и в растворе остался сульфат меди:
Было: 0,0625
2 CuSO4 + 2 H2O -gt; 2 Cuo + О2 + 2 H2SO4 + (CuSO4)
Прореагировало: 0,05 стало: 0,05 0,025 0,05 0,0125
3) Определяем массовые доли веществ в окончательном растворе:
m(H2SO4) = 98 0,05 = 4,9 г. m(CuSO4 в окончательном растворе) = 0,0125 160 = 2 г.
m(окончательного раствора) = m(начального раствора) m(Cu) m(О2) = 100 0,05 64 0,025 32 = 96 г.
w(H2SO4) = 4,9 / 96 = 0,051. w(CuSO4 в окончательном растворе) = 2 / 96 = 0,0208
Ответ: w(H2SO4) = 5,1 %; w(CuSO4) = 2,08 %.