Через 376 г 30%-ного раствора нитрата меди(II) пропускали электрический ток до тех пор, пока на аноде не выделилось 8,96 л (н.у.) газа. К образовавшемуся раствору добавили 224 г 25%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щёлочи в полученном растворе

Добрый день, ученику! Решим задачу шаг за шагом.

1. Сначала определим количество вещества нитрата меди(II), которое содержится в 376 г 30%-ного раствора. Для этого воспользуемся формулой:
n = m/M,
где n - количество вещества, m - масса вещества, M - молярная масса вещества.

Молярная масса нитрата меди(II) равна:
M(Cu(NO3)2) = M(Cu) + 2 * M(NO3),
где M(Cu) - молярная масса меди, M(NO3) - молярная масса нитратного иона NO3.

По таблице молярных масс, М(Cu) = 63,546 г/моль, а M(NO3) = (14,01 г/моль + 3 * 16 г/моль) = 62,01 г/моль.

Таким образом, получаем:
M(Cu(NO3)2) = 63,546 + 2 * 62,01 = 187,566 г/моль.

Теперь вычислим количество вещества нитрата меди(II):
n(Cu(NO3)2) = m/n = 376 г / 187,566 г/моль = 2 моль.

2. Зная количество вещества нитрата меди(II), можем вычислить количество электричества, прошедшего через раствор:
Q = z * F * n,
где Q - количество электричества, z - электрический заряд, переданный через 1 моль электронов (в данном случае, это 2 электрона, потому что Cu2+), F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль), n - количество вещества.

В данной задаче нам дано, что объем выделившегося газа равен 8,96 л (н.у.), что соответствует 0,4 моль.
Таким образом, имеем:
Q = 2 * 96500 Кл/моль * 0,4 моль = 77200 Кл.

3. Как известно, количество переданного электричества равно количеству вещества, участвующего в реакции. Так как электроды находятся в растворе нитрата меди(II), переданное количество электричества соответствует количеству меди, которая окисляется на аноде.

Обозначим массу меди через m(Cu). Для определения массы вещества воспользуемся формулой:
m = M * n,
где m - масса вещества, M - молярная масса вещества, n - количество вещества.

Молярная масса меди равна M(Cu) = 63,546 г/моль.
Таким образом, получаем:
m(Cu) = 63,546 г/моль * 0,4 моль = 25,4184 г.

Получили, что масса меди, окислившейся на аноде, равна 25,4184 г.

4. Теперь рассмотрим вторую часть задачи. Нам нужно добавить 224 г 25%-ного раствора гидроксида натрия к оставшемуся раствору. Для начала определим количество вещества гидроксида натрия, которое содержится в 224 г 25%-ного раствора.
Для этого воспользуемся формулой:
n = m/M,
где n - количество вещества, m - масса вещества, M - молярная масса вещества.

Молярная масса гидроксида натрия равна:
M(NaOH) = M(Na) + M(O) + M(H),
где M(Na) - молярная масса натрия, M(O) - молярная масса кислорода, M(H) - молярная масса водорода.

По таблице молярных масс, М(Na) = 22,99 г/моль, М(O) = 16 г/моль, М(H) = 1,01 г/моль.

Получаем:
M(NaOH) = 22,99 + 16 + 1,01 = 39,001 г/моль.

Теперь вычислим количество вещества гидроксида натрия:
n(NaOH) = m / M = 224 г / 39,001 г/моль = 5,74 моль.

5. Так как мы добавляем гидроксид натрия к меди, возникает реакция образования гидроксида меди(II):
Cu2+ + 2OH- -> Cu(OH)2.

Зная количество вещества гидроксида меди(II), можно определить его массу:
m(Cu(OH)2) = M(Cu(OH)2) * n(Cu(OH)2),
где M(Cu(OH)2) - молярная масса гидроксида меди(II), n(Cu(OH)2) - количество вещества гидроксида меди(II).

Молярная масса гидроксида меди(II) равна:
M(Cu(OH)2) = M(Cu) + 2 * M(O) + 2 * M(H),
где M(Cu) - молярная масса меди, M(O) - молярная масса кислорода, M(H) - молярная масса водорода.

По таблице молярных масс, М(Cu) = 63,546 г/моль, М(O) = 16 г/моль, М(H) = 1,01 г/моль.

Получаем:
M(Cu(OH)2) = 63,546 + 2 * 16 + 2 * 1,01 = 97,546 г/моль.

Теперь вычислим массу гидроксида меди(II):
m(Cu(OH)2) = 97,546 г/моль * 5,74 моль = 559,40324 г.

6. Осталось найти массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе. Для этого нужно разделить массу гидроксида натрия на массу полученной смеси растворов и умножить на 100%.
Масса полученной смеси растворов равна:
m(смеси) = 376 г + 224 г = 600 г.

Массовая доля гидроксида натрия будет:
доля(NaOH) = (масса гидроксида натрия / масса смеси растворов) * 100%,
доля(NaOH) = (224 г / 600 г) * 100% = 37,33%.

Таким образом, массовая доля гидроксида натрия в полученном растворе составляет 37,33%.

Надеюсь, я смог подробно и понятно объяснить решение данной задачи. Если у тебя возникли еще вопросы, буду рад помочь!