Какова массовая доля гидроксида натрия в растворе после добавления 224 г 25%-ного раствора гидроксида натрия

Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон сохранения массы и закон сохранения вещества. Давайте разберемся пошагово.

1. Сначала у нас есть раствор гидроксида натрия. Для начала, посчитаем массу гидроксида натрия в 25%-ном растворе. Нам дано, что масса раствора составляет 224 г, и концентрация гидроксида натрия равна 25%. Это означает, что 25% от массы раствора - это масса самого гидроксида натрия.

Масса гидроксида натрия в 25%-ном растворе:
\[Масса\ гидроксида\ натрия = 0.25 \times 224\ г = 56\ г\]

2. Затем у нас есть раствор, полученный после электролиза 30%-ного раствора нитрата меди(II) и выделения газа на аноде. Давайте посчитаем массу нитрата меди(II) в исходном растворе.

Масса нитрата меди(II) в 30%-ном растворе:
\[Масса\ нитрата\ меди(II) = 0.30 \times 376\ г = 112.8\ г\]

3. Когда происходит электролиз, нитрат меди(II) распадается на ионы меди(II) и кислорода. Количество газа, выделенного на аноде, позволяет рассчитать количество кислорода. Для этого нам нужно знать объем выделенного газа при н.у. (нормальных условиях) для его последующего использования.

Объем выделенного газа на аноде:
\[Объем\ газа = 8.96\ л\]

4. Теперь мы должны рассчитать количество вещества кислорода, выделенного на аноде. Объем при н.у. связан с количеством вещества следующим образом:
\[Объем\ газа\ (при\ н.у.) = n \times 22.4\ л/моль\ \ \ (1)\]
где \(n\) - количество молей.

Таким образом, мы можем выразить количество молей кислорода:
\[n = \frac{{Объем\ газа}}{{22.4\ л/моль}}\]

Подставим данное значение объема газа на аноде:
\[n = \frac{{8.96}}{{22.4}} = 0.4\ моль\]

5. Закон сохранения массы гласит, что масса вещества до реакции должна быть равной массе вещества после реакции. Таким образом, мы можем записать следующее уравнение:

Масса исходного раствора нитрата меди(II) = Масса нитрата меди(II) после реакции + Масса гидроксида натрия в исходном растворе - Масса гидроксида натрия после реакции

Мы знаем, что масса исходного раствора нитрата меди(II) составляет 376 г, масса гидроксида натрия в исходном растворе равна 56 г. Давайте обозначим массу гидроксида натрия после реакции как \(x\). Тогда мы можем записать это уравнение следующим образом:

376 г = Масса нитрата меди(II) после реакции + 56 г - \(x\)

Масса нитрата меди(II) после реакции равна 112.8 г, потому что мы не меняем количество нитрата меди(II) при электролизе.

376 г = 112.8 г + 56 г - \(x\)

Теперь решим это уравнение относительно \(x\):

\(x = 376 г - 112.8 г - 56 г\)
\(x = 207.2 г\)

6. Наконец, мы можем рассчитать массовую долю гидроксида натрия в растворе после реакции. Массовая доля гидроксида натрия определяется как отношение массы гидроксида натрия к общей массе раствора после реакции.

Масса гидроксида натрия после реакции равна 207.2 г. Общая масса раствора после реакции состоит из массы нитрата меди(II) после реакции и массы гидроксида натрия после реакции:

Общая масса раствора после реакции = Масса нитрата меди(II) после реакции + Масса гидроксида натрия после реакции

Общая масса раствора после реакции = 112.8 г + 207.2 г = 320 г

Массовая доля гидроксида натрия в растворе после реакции:
\[Массовая\ доля = \frac{{Масса\ гидроксида\ натрия\ после\ реакции}}{{Общая\ масса\ раствора\ после\ реакции}}\]
\[Массовая\ доля = \frac{{207.2\ г}}{{320\ г}}\]
\[Массовая\ доля \approx 0.6475\]

Таким образом, массовая доля гидроксида натрия в растворе после добавления 224 г 25%-ного раствора гидроксида натрия к раствору, полученному после электролиза 376 г 30%-ного раствора нитрата меди(II) и выделения 8,96 л (н.у.) газа на аноде, составляет приблизительно 0,6475.