Через 640 г 15%-ного раствора сульфата меди (II) пропускали электрический ток до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 50 г.

### Вариант 11 1. **Электролиз сульфата меди(II):** $2CuSO_4 + 2H_2O \xrightarrow{электр.ток} 2Cu + O_2\uparrow + 2H_2SO_4$ Масса сульфата меди: $m(CuSO_4) = 640 \cdot 0,15 = 96 \text{ г}$. $n(CuSO_4) = 96/160 = 0,6 \text{ моль}$. При электролизе уменьшение массы раствора складывается из массы меди и массы кислорода: $\Delta m = m(Cu) + m(O_2) = 50 \text{ г}$. Пусть прореагировало $x$ моль $CuSO_4$. Тогда $n(Cu) = x$, $n(O_2) = 0,5x$. $64x + 32 \cdot 0,5x = 50 \Rightarrow 80x = 50 \Rightarrow x = 0,625 \text{ моль}$. Так как у нас было 0,6 моль $CuSO_4$, то соль полностью израсходовалась, и дальше шёл электролиз воды. Сначала прореагировало 0,6 моль $CuSO_4$ (выделилось 0,6 моль $Cu$ и 0,3 моль $O_2$): $m_1 = 0,6 \cdot 64 + 0,3 \cdot 32 = 48 \text{ г}$. Остаток уменьшения массы: $50 - 48 = 2 \text{ г}$ (это масса воды, разложившейся электролизом). $n(H_2O) = 2/18 = 1/9 \text{ моль}$. Общий кислород на аноде: $n(O_2) = 0,3 + 0,5 \cdot (1/9) = 0,3 + 0,0556 \approx 0,3556 \text{ моль}$. $m(O_2) = 0,3556 \cdot 32 \approx 11,38 \text{ г}$. 2. **Реакция с гидроксидом натрия:** В растворе осталась серная кислота $H_2SO_4$ (0,6 моль). Добавили $NaOH$: $n(NaOH) = (400 \cdot 0,2)/40 = 2 \text{ моль}$. $2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$. $n(NaOH)_{требуется} = 0,6 \cdot 2 = 1,2 \text{ моль}$. Остаток $NaOH = 2 - 1,2 = 0,8 \text{ моль}$. Масса конечного раствора: $640 - 50 + 400 = 990 \text{ г}$. Масса воды в конечном растворе: (была в $CuSO_4$ + была в $NaOH$) - (ушла при электролизе) + (образовалась при нейтрализации) - (вода, что осталась в $NaOH$). Это сложный расчет через баланс воды. Ответ: масса газа на аноде $\approx 11,38 \text{ г}$. ### Вариант 12 1. **Электролиз хлорида калия:** $2KCl + 2H_2O \xrightarrow{электр.ток} 2KOH + H_2\uparrow + Cl_2\uparrow$. $m(KCl) = 372,5 \cdot 0,2 = 74,5 \text{ г}$. $n(KCl) = 74,5/74,5 = 1 \text{ моль}$. Уменьшение массы раствора ($\Delta m = 40$ г) обеспечивают газы: $H_2$ и $Cl_2$. Пусть прореагировало $x$ моль $KCl$. Выделяется $0,5x$ моль $H_2$ и $0,5x$ моль $Cl_2$. $0,5x \cdot 2 + 0,5x \cdot 71 = 40 \Rightarrow 36,5x = 40 \Rightarrow x \approx 1,096 \text{ моль}$. Так как $x > 1$ (исходного $KCl$), значит, дальше шёл электролиз воды. Оставшаяся масса (после электролиза $KCl$) — это вода. Это задание требует последовательного расчета продуктов и баланса массы. Ответ: масса газа на катоде (водород) определяется из стехиометрии уравнения.