Здравствуйте, уважаемые читатели!
Я продолжаю разбор трудных задач по неорганической химии, которые могут стать прототипами 34 задачи в структуре теста ЕГЭ по по химии. В качестве источника использую задачник И.Ю. Белавина. Те, кто в теме, знают, что человек, "отрешавший всего Белавина", может справиться с любой сложной задачей как на экзамене, так и на олимпиаде по химии. Кроме того, если сопоставить содержание и динамику усложнения 34 задачи в реальных тестах ЕГЭ последних лет, можно уловить достаточно четкую корреляцию. Проще сказать - у меня лично складывается убеждение, что составители ЕГЭ ориентируются на Белавина в 34 задаче.
Решаю задачу своим проверенным способом " шаг за шагом", анализируя каждое предложение, извлекая при этом из него максимум информации. Этот подход позволяет не напрягаться заранее в составлении всевозможных схем, алгоритмов и т.д. Последовательный анализ текста задачи приводит решающего к логически обоснованному ответу.
Итак, задача на электролиз.
Решение.
1. 50 г водного раствора сульфата меди подвергли электролизу, при этом на аноде выделилось 2, 8 л газа (н.у.)
а) уравнения возможных процессов:
2CuSO4+2H2O=2Cu ↓ (катод)+O2↑(анод)+2H2SO4(в растворе) (1)
2H2O=2H2↑(катод) +O2↑(анод) (2)
б)n(O2)=2,8/22,4=0,125моль
На данном этапе мы не можем по кислороду найти количества всех остальных реагентов , поскольку он может выделяться в двух реакциях
2. Определите массовую долю сульфата меди в исходном растворе, если известно, что после электролиза масса раствора составила 42, 4 г
а)Δm(раствора)=50-42,4=7,6 г
б) уменьшение массы раствора произошло за счет удаления из раствора газов и выпадения осадка металлической меди.
Предположим, что в растворе протекала только реакция 1, тогда n(O2)=0,125 моль, n(Cu)=2 n(O2)=0,25 моль
Δm(раствора)=m((Cu)+m(O2)=0,125*32+0,25*64=20 г
Так как по условию Δm(раствора)=7,6 г, наше предположение о протекании только реакции 1 неверно
В)Поскольку численной информации недостаточно, вводим переменные:
Пусть х - n(Cu), тогда n1(O2)=0,5 х
Пусть у- n(Н2), тогда n2(O2)=0,5 у
Составим систему уравнений:
0,5х+0,5у=0,125
64х+2у+0,125*32=7,6
Х=0,05 моль= n(Cu)
Г) так как электролиз воды будет протекать только после окончания электролиза CuSO4, можно утверждать, что n(Cu)= n(Cu SO4)=0,05 моль
Д)W(Cu SO4)=0,05*160/50=0,16=16%
Эта задача решена. В моих дальнейших планах - разбор задач на кристаллогидраты. НО хотелось бы открыть класс по направлению "РЕШАЕМ БЕЛАВИНА". Вот только будут ли желающие -?
Всего доброго!