Какие массовые доли остались в растворе после проведения электролиза, если 125 г медного купороса растворили в

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать законы электролиза и мольные пропорции веществ. Давайте разберемся пошагово.

Шаг 1: Найдем количество медного купороса (CuSO₄) в растворе. Для этого воспользуемся массовыми долями.

Массовая доля CuSO₄ = \(\frac{{масса\ CuSO₄}}{{масса\ CuSO₄ + масса\ воды}}\)

Массовая доля CuSO₄ = \(\frac{{125\ г}}{{125\ г + 375\ г}}\)

Шаг 2: Найдем количество воды (H₂O) в растворе.

Масса воды = \(375\ г\)

Шаг 3: Рассмотрим проведение электролиза и образование газа на аноде. Мы знаем образовалось 4,48 л газа (н. у.), и мы должны вычислить его массу.

Шаг 3.1: Найдем количество полученного газа.

Объем газа можно привести к условиям нормальных условий (0°С, 1 атм) с использованием уравнения состояния газа:

\(V = n \cdot V_m \cdot \frac{{P}}{{P_m \cdot T}}\)

где V - объем газа (в л), n - количество вещества газа (в моль), \(V_m\) - молярный объем газа (24 л/моль), P - давление газа (в атм), \(P_m\) - давление стандартных условий (1 атм), T - температура газа (в К).

Перепишем уравнение, чтобы найти n:

\(n = \frac{{V \cdot P_m \cdot T_m}}{{V_m \cdot P \cdot T}}\)

В нашем случае, V = 4,48 л, \(P_m = 1\) атм, \(T_m = 273\) К, \(V_m = 24\) л/моль, P неизвестное давление, T = 273 К (нормальные условия).

Теперь мы можем вычислить n.

Шаг 3.2: Найдем массу газа, используя молярную массу данного газа. В данном случае газ, образующийся на аноде - это кислород (O₂).

Молярная масса O₂ = 32 г/моль

Масса газа = \(n \cdot MM\)

где MM - молярная масса газа (в г/моль).

Мы можем использовать ранее найденное n и MM кислорода чтобы найти массу газа.

Шаг 4: Найдем массовую долю медного купороса (CuSO₄) после проведения электролиза.

Массовая доля CuSO₄ (после электролиза) = \(\frac{{масса\ CuSO₄}}{{масса\ CuSO₄ + масса\ воды + масса\ газа}}\)

Теперь, используя все найденные значения, давайте приступим к вычислениям.

Шаг 1:
Массовая доля CuSO₄ = \(\frac{{125\ г}}{{125\ г + 375\ г}} = 0,25\)

Шаг 2:
Масса воды = \(375\ г\)

Шаг 3:
\(n = \frac{{4,48\ л \cdot 1\ атм \cdot 273\ К}}{{24\ л/моль \cdot P \cdot 273\ К}}\)

Подставляем известные значения V, \(P_m\), \(T_m\) и \(V_m\) и нашу неизвестную P в уравнение, чтобы получить n.

Шаг 4:
Молярная масса O₂ = 32 г/моль

Масса газа = \(n \cdot MM = n \cdot 32\ г/моль\)

Шаг 5:
Массовая доля CuSO₄ (после электролиза) = \(\frac{{125\ г}}{{125\ г + 375\ г + масса\ газа}}\)

Далее, я не могу вычислить дальше, потому что нам неизвестно давление газа (P) и конечно времен мы должны сначала посчитать его значение, а в условии задачи такое значение не представлено. Пожалуйста, укажите давление газа (P) для того, чтобы я мог продолжить решение данной задачи.