Каково количество газа, выделившегося на катоде при электролизе 5%-ного раствора нитрата меди(II) массой 376

Задача рассматривает электролиз раствора нитрата меди(II) и реакцию между ним и раствором щелочи. Рассмотрим ее по шагам:

1. Начнем с расчета количества вещества нитрата меди(II). Масса 5%-ного раствора составляет 376 г. Чтобы найти количество вещества, воспользуемся формулой:

\[
\text{{количество вещества}} = \frac{{\text{{масса}}}}{{\text{{молярная масса}}}}
\]

Молярную массу нитрата меди(II) можно найти по периодической системе элементов. Найдем молярные массы каждого элемента и сложим их:

молярная масса Cu = 63,55 г/моль
молярная масса N = 14,01 г/моль
молярная масса O = 16,00 г/моль

\[ \text{{молярная масса нитрата меди(II)}} = \text{{масса Cu}} + 2 \times \text{{масса N}} + 4 \times \text{{масса O}} \]

\[ \text{{молярная масса нитрата меди(II)}} = 63,55 + 2 \times 14,01 + 4 \times 16,00 = 187,57 \, \text{{г/моль}} \]

Теперь мы можем найти количество вещества нитрата меди(II):

\[ \text{{количество вещества нитрата меди(II)}} = \frac{{376}}{{187,57}} = 2 \, \text{{моль}} \]

2. Теперь рассмотрим электролиз. В электролизе ток пропускается через раствор, и на катоде и на аноде происходят реакции.

На катоде происходит реакция восстановления:

\[ \text{{Cu}}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{{Cu}} \]

Каждый моль нитрата меди(II) требует 2 моля электронов, чтобы превратиться в медь. Поскольку у нас 2 моль нитрата меди(II), нам понадобится:

\[ \text{{количество электронов}} = 2 \times 2 = 4 \, \text{{моль электронов}} \]

Количество электронов можно перевести в количество кулонов (единицы заряда):

\[ \text{{количество кулонов}} = \text{{количество электронов}} \times 1,6 \times 10^{-19} \, \text{{Кл/элементарный заряд}} \]

\[ \text{{количество кулонов}} = 4 \times 1,6 \times 10^{-19} = 6,4 \times 10^{-19} \, \text{{Кл}} \]

3. Теперь рассмотрим добавление 120 г 20%-ного раствора едкого натра в оставшийся раствор. В этом случае происходит реакция с образованием основания.

Найдем количество вещества едкого натра в растворе:

\[ \text{{количество вещества едкого натра}} = \frac{{\text{{масса}}}}{{\text{{молярная масса}}}} \]

Молярная масса едкого натра (NaOH) равна:

молярная масса Na = 22,99 г/моль
молярная масса O = 16,00 г/моль
молярная масса H = 1,01 г/моль

\[ \text{{молярная масса NaOH}} = \text{{масса Na}} + \text{{масса O}} + \text{{масса H}} \]

\[ \text{{молярная масса NaOH}} = 22,99 + 16,00 + 1,01 = 40,00 \, \text{{г/моль}} \]

Теперь мы можем найти количество вещества едкого натра:

\[ \text{{количество вещества едкого натра}} = \frac{{120}}{{40,00}} = 3 \, \text{{моль}} \]

4. В раствор добавляется едкий натр, который реагирует с нитратом меди(II), образуя осадок гидроксида меди(II) и раствор натрата натрия.

Реакционное уравнение:

\[ \text{{3 Cu(NO}}_3)_2 + 6 \text{{ NaOH}} \rightarrow 3 \text{{ Cu(OH}})_2 + 6 \text{{ NaNO}}_3 \]

Таким образом, добавление 120 г 20%-ного раствора едкого натра приведет к образованию 6 моль натрата натрия.

Надеюсь, ответ был полным и понятным! Если остались вопросы, пожалуйста, задавайте!