Как в промышленности достигается высокая степень чистоты металлов с помощью электролиза растворов и расплавов?

Высокая степень чистоты металлов в промышленности достигается с помощью электролиза растворов и расплавов. Процесс электролиза используется для отделения металлов от их растворов или расплавов путем пропускания электрического тока через них.

Как известно, в процессе электролиза реакция на катоде (отрицательном электроде) происходит снижение валентности ионов металла с помощью получаемых от катиона электронов. В данной задаче мы имеем 40% раствор сульфата меди (II), который потребуется подвергнуть электролизу.

Дано: масса сульфата меди (II) - 40% раствора, масса полученной меди - 12,8 г.

Чтобы решить задачу, мы должны найти количество меди, которое можно получить из данного количества сульфата меди (II). Для этого используем пропорцию между массой сульфата меди (II) и массой меди, выраженной в уравнении:

\[\frac{{\text{{масса сульфата меди (II)}}}}{{\text{{масса меди}}}} = \frac{{\text{{молярная масса меди}}}}{{2 \times \text{{молярная масса сульфата меди (II)}}}}\]

Для начала, нам понадобятся молярные массы меди (Cu) и сульфата меди (II) (CuSO4).

Молярная масса меди (Cu) составляет около 63,55 г/моль.

Молярная масса сульфата меди (II) (CuSO4) составляет около 159,61 г/моль (молярная масса меди (63,55 г/моль) умножается на 2, так как в формуле сульфата меди (II) два атома кислорода).

Масса сульфата меди (II) равна 40% от общей массы раствора:

\[\text{{Масса сульфата меди (II)}} = 0,4 \times \text{{масса раствора}}\]

Подставим известные значения в уравнение:

\[\frac{{0,4 \times \text{{масса раствора}}}}{{12,8}} = \frac{{63,55}}{{2 \times 159,61}}\]

Теперь найдем массу раствора. Для этого воспользуемся известной массой полученной меди:

\[\text{{Масса раствора}} = \frac{{12,8}}{{0,4}}\]

Подставим найденное значение в уравнение:

\[\frac{{0,4 \times \frac{{12,8}}{{0,4}}}}{{12,8}} = \frac{{63,55}}{{2 \times 159,61}}\]

Очистим дробь и решим уравнение:

\[1 = \frac{{63,55}}{{2 \times 159,61}}\]

Далее умножим обе стороны уравнения на знаменатель, чтобы определить числитель:

\[\text{{Числитель}} = 1 \times (2 \times 159,61)\]

Решим простое арифметическое выражение в скобках:

\[\text{{Числитель}} = 2 \times 159,61\]

\[\text{{Числитель}} = 319,22\]

Таким образом, для получения 12,8 г чистой меди нам потребуется 319,22 г раствора сульфата меди (II) массой 40%.

Надеюсь, это подробное решение помогло вам понять, как с помощью электролиза растворов и расплавов достигается высокая степень чистоты металлов в промышленности. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать!