Правильный ответ
(1) 2NaCl + CuSO4 = Cl2 + Cu + Na2SO4 (можно CuCl2 = Cu + Cl2)
(2) 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2
(3) Na2SO4 + Ba(OH)2 = 2NaOH + BaSO4
m(итог. р-ра) = 200 – m(Cu) – m(Cl2) – m(H2) + mр-ра(Ba(OH)2) – m(BaSO4)
m(итог. р-ра) = 200 – 0,1 • 64 – 0,15 • 71 – 0,05 • 2 + 17,1 : 0,05 – 0,1 • 233
m(итог. р-ра) = 501,55 г
ω(NaOH) = 12 : 501,55 • 100% = 2,39%
Полное решение
- Запишем уравнения реакций:
(1) 2NaCl + CuSO4 = Cl2 + Cu + Na2SO4 (можно CuCl2 = Cu + Cl2)
(2) 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2
(3) Na2SO4 + Ba(OH)2 = 2NaOH + BaSO4
- Вычислим количества исходных веществ
n(атомов) = N : NA = 8,428 · 1023 : 6,02 • 1023 = 1,4 моль
Пусть n(NaCl) = x моль, n(CuSO4) = y моль
2x + 6y = 1,4
58,5x + 160y = 39,4
x = 0,4 моль, y = 0,1 моль
n(Cl2) = V : Vm = 3,36 : 22,4 = 0,15 моль
- Вычислим количество гидроксида натрия
n1(Cl2) = n(CuSO4) = 0,1 моль < 0,15 моль ⇒ идет электролиз оставшегося NaCl
n2(Cl2) = 0,15 – 0,1 = 0,05 моль
n2(NaOH) = 2n2(Cl2) = 0,1 моль
На этом этапе стоит проверить, что электролизу подвергся не весь оставшийся NaCl и сделать вывод, что «перелета» на воду не было.
n3(NaOH) = 2n(Na2SO4) = 0,2 моль
nобщ.(NaOH) = 0,2 + 0,1 = 0,3 моль
m(итог. р-ра) = 200 – m(Cu) – m(Cl2) – m(H2) + mр-ра(Ba(OH)2) – m(BaSO4)
m(Ba(OH)2) = n • M = 0,1 • 171 = 17,1 г
m(итог. р-ра) = 200 – 0,1 • 64 – 0,15 • 71 – 0,05 • 2 + 17,1 : 0,05 – 0,1 • 233
m(итог. р-ра) = 501,55 г
- Вычислим массовую долю гидроксида натрия
m(NaOH) = n • M = 0,3 • 40 = 12 г
ω(NaOH) = 12 : 501,55 • 100% = 2,39%
