34.09 Электролиз

1. По условию протекают реакции:

1) CuCl₂ → Cu + Cl₂

2) CuCl₂ + 2KOH → Cu(OH)₂ + 2KCl

2. Масса раствора уменьшилась за счет выделившихся на электродах меди и хлора. Найдем число моль меди и хлора. Для этого составим и решим уравнение:
Пусть n Cl₂ = x моль, тогда n Cu = x моль

m Cl₂ + m Cu = 40,5
71x + 64x = 40,5 

x = 0,3; n Cu = n Cl₂ = 0,3 моль

3. Найдем число моль хлорида меди(II) в растворе:
m CuCl₂ = m_р-ра CuCl₂ ⋅ ω CuCl₂ = 270 ⋅ 0,2 = 54 г
n CuCl₂ = m CuCl₂ / M CuCl₂ = 54 / 135 = 0,4 моль

5. Найдем оставшееся число моль хлорида меди(II):
n_{прореаг.} CuCl₂ = n Cu = 0,3 моль
n_ост. CuCl₂ = n CuCl₂ – n_{прореаг.} CuCl₂ = 0,4 – 0,3 = 0,1 моль

6. Найдем массу гидроксида меди(II), выпавшего в осадок:
n Cu(OH)₂ = n_ост. CuCl₂ = 0,1 моль
m Cu(OH)₂ = n Cu(OH)₂ ⋅ M Cu(OH)₂ = 0,1 ⋅ 98 = 9,8 г

7. Найдем массу и число моль гидроксида калия в растворе:
m KOH = m_р-ра KOH ⋅ ω KOH = 70 ⋅ 0,4 = 28 г
n KOH = m KOH / M KOH = 28 / 56 = 0,5 моль

8. Найдем массу оставшегося гидроксида калия:
n_{прореаг.} KOH = 2n_ост. CuCl₂ = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль
n_ост. KOH = n KOH – n_{прореаг.} KOH = 0,5 – 0,2 = 0,3 моль
m_ост. KOH = n_ост. KOH ⋅ M KOH = 0,3 ⋅ 56 = 16,8 г

9. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра CuCl₂ + m_р-ра NaOH – (m Cu + Cl₂) – m Cu(OH)₂ = 270 + 70 – 40,5 – 9,8 = 289,7 г

10. Найдем массовую долю оставшегося гидроксида калия в конечном растворе:
ω_ост. KOH = m_ост. KOH / m_{конечн. р-ра} = 16,8 / 289,7 = 0,058 → 5,8%

Ответ: ω_ост. KOH = 5,8%