Каковы концентрации веществ в полученном растворе после добавления 120 г 20%-ного раствора едкого натра к оставшемуся

Тема урока: Расчет концентраций растворов

Пояснение: Для решения этой задачи, нам нужно произвести ряд химических реакций и расчетов концентраций растворов.

Сначала определимся с химическими реакциями, происходящими в задаче:

1) Реакция электролиза графитового 5%-ного раствора нитрата меди(II) (Cu(NO3)2):

Cu(NO3)2 → Cu + 2NO3-

2) Реакция реагирования 20%-ного раствора щелочи (едкого натра) (NaOH) с катионами меди:

2NaOH + Cu → Na2CuO2 + H2O

Теперь приступим к расчетам.

1) Рассчитаем количество купрум(II) ионов в исходном растворе нитрата меди(II):

M(Cu(NO3)2) = 63.55 г/моль (молярная масса Cu(NO3)2)
n(Cu(NO3)2) = m/M = 376 г / 63.55 г/моль = 5.92 моль

2) Рассчитаем количество купрум(II) ионов, полученное при электролизе:

По уравнению реакции электролиза видим, что 1 моль Cu(NO3)2 дает 1 моль Cu.
Так как концентрация исходного раствора Cu(NO3)2 составляет 5%, то концентрация Cu равна 5% от исходной.

Количество Cu(ед.моль) = 5.92 моль * 0.05 = 0.296 моль

3) Рассчитаем массу натра:

M(NaOH) = 39.997 г/моль (молярная масса NaOH)
m(NaOH) = 120 г

n(NaOH) = m/M = 120 г / 39.997 г/моль ≈ 3 моль

4) Рассчитаем количество купрум(II) ионов, потребных для протекания реакции с NaOH:

Из уравнения реакции видно, что каждая моль Cu требует 2 моля NaOH.
n(Cu) * 2 = 0.296 моль * 2 = 0.592 моль NaOH

5) Расчет конечной концентрации Cu:

Общее количество Cu: 0.296 моль (от электролиза) + 0.592 моль (от реакции с NaOH) = 0.888 моль Cu

Общий объем раствора нас не интересует, поэтому можно оставить его без единиц измерения.

Концентрация Cu: n(Cu)/V(раствора)

Доп. материал: Найдите концентрацию Cu(ед.моль/л) в полученном растворе после добавления 120 г 20%-ного раствора едкого натра к оставшемуся раствору, полученному при электролизе графитового 5%-ного раствора нитрата меди(II) массой 376 г.

Совет: При решении подобных задач важно провести все необходимые расчеты и не забыть учесть химические реакции, происходящие в системе.

Упражнение: Какова концентрация ионов Cu(NO3)- в исходном растворе нитрата меди(II), если его объем составляет 500 мл и концентрация Cu(NO3)2 равна 0.2 М?