Через 292,5 г 20%-ного раствора хлорида натрия пропускали электрический ток до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 80 г.

Решение варианта 13: 1. Электролиз: $2NaCl + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2NaOH + H_2\uparrow + Cl_2\uparrow$. $m(NaCl)_{исх} = 292.5 \cdot 0.2 = 58.5 \text{ г}$. $n(NaCl) = 1 \text{ моль}$. Уменьшение массы раствора на 80 г обусловлено выделением $H_2$ и $Cl_2$. Пусть прореагировало $x$ моль $NaCl$. Тогда выделилось $0.5x$ моль $H_2$ и $0.5x$ моль $Cl_2$. $m(H_2) = 0.5x \cdot 2 = x$, $m(Cl_2) = 0.5x \cdot 71 = 35.5x$. $x + 35.5x = 80 \Rightarrow 36.5x = 80 \Rightarrow x \approx 2.19 \text{ моль}$. Однако, NaCl было всего 1 моль. Значит, вода тоже подверглась электролизу. Полный электролиз NaCl (1 моль) дает 2 г $H_2$ и 35.5 г $Cl_2$ (масса -37.5 г). Оставшееся уменьшение: $80 - 37.5 = 42.5 \text{ г}$ приходится на $2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2$. Пусть $y$ моль $H_2O$ разложилось. $2y + 32y = 42.5 \Rightarrow 34y = 42.5 \Rightarrow y = 1.25 \text{ моль}$. Масса газов на аноде ($Cl_2$ и $O_2$): $n(Cl_2) = 0.5 \text{ моль}$, $m(Cl_2) = 35.5 \text{ г}$. $n(O_2) = 0.5y = 0.625 \text{ моль}$, $m(O_2) = 0.625 \cdot 32 = 20 \text{ г}$. Сумма: 55.5 г. 2. Взаимодействие с цинком: $Zn + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2$. $n(NaOH) = 1 \text{ моль}$. $n(Zn) = 13/65 = 0.2 \text{ моль}$. Цинк в недостатке, $n(H_2) = 0.2 \text{ моль}$, $m(H_2) = 0.4 \text{ г}$. 3. Итоговая масса раствора: $m_{исх} - m_{газов} + m(Zn) - m(H_2) = 292.5 - 80 + 13 - 0.4 = 225.1 \text{ г}$. 4. Массовая доля воды: нужно вычислить оставшуюся воду, но проще через $1 - w(в-в)$. В растворе $Na_2ZnO_2$ ($0.2 \text{ моль}$, 143 г/моль, $m=28.6$) и остаток $NaOH$ ($0.6 \text{ моль}$, 40 г/моль, $m=24$). $w(H_2O) = (225.1 - 28.6 - 24) / 225.1 \approx 76.7\%$. Решение варианта 14: 1. Электролиз: $2CuSO_4 + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2Cu + O_2 + 2H_2SO_4$. $m(CuSO_4) = 480 \cdot 0.2 = 96 \text{ г}$, $n = 0.6 \text{ моль}$. Пусть проэлектролизовалось $x$ моль $CuSO_4$. Выделилось $0.5x$ моль $O_2$ и $x$ моль $Cu$. $m(Cu) + m(O_2) = 64x + 16x = 80x$. $80x = 52 \Rightarrow x = 0.65 \text{ моль}$. Но $CuSO_4$ всего 0.6 моль. Значит, электролиз воды: $2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2$. Электролиз $CuSO_4$ (0.6 моль): $m_{потеря} = 0.6 \cdot 64 + 0.3 \cdot 32 = 48 \text{ г}$. Остаток потери: $52 - 48 = 4 \text{ г}$. Электролиз воды ($2H_2 + O_2$): $m_{потеря} = 4 \Rightarrow n(H_2O) = 4/18 \approx 0.222 \text{ моль}$. Газы на аноде: $O_2$ (из $CuSO_4$ = 0.3 моль, из $H_2O$ = 0.111 моль). Всего 0.411 моль, $m = 13.15 \text{ г}$. 2. Реакция с $BaCl_2$: $CuSO_4$ не осталось (все ушло), $H_2SO_4$ образовалось 0.6 моль. $BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$. $n(H_2SO_4) = 0.6 \text{ моль}$. $n(BaCl_2) = (520 \cdot 0.32) / 208 = 0.8 \text{ моль}$. Осадок $BaSO_4$: 0.6 моль (139.8 г). 3. Масса раствора: $480 - 52 + 520 - 139.8 = 808.2 \text{ г}$. 4. Массовая доля воды в полученном растворе: в растворе $HCl$ (1.2 моль, 43.8 г) и избыток $BaCl_2$ (0.2 моль, 41.6 г). $m(H_2O) = 808.2 - 43.8 - 41.6 = 722.8 \text{ г}$. $w \approx 89.4\%$.