При электролизе 240 г 15%-го раствора гидроксида натрия на аноде выделилось 89,6 л (н.у.) кислорода....

Для решения задачи по электролизу раствора гидроксида натрия и определения массовой доли вещества в растворе после окончания электролиза, необходимо следовать следующим шагам:

1. Определим количество вещества кислорода, выделившегося на аноде: [ V(O_2) = 89.6 \text{ л} ] [ \text{н.у.} \Rightarrow 1 \text{ моль газа} = 22.4 \text{ л} ] [ n(O_2) = \frac{V(O_2)}{22.4} = \frac{89.6}{22.4} = 4 \text{ моль} ]

2. Напишем уравнение реакции электролиза гидроксида натрия: На аноде: [ 4OH^- \rightarrow 2H_2O + O_2 + 4e^- ]

   На катоде: [ 2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^- ]

   Суммарное уравнение: [ 2NaOH \rightarrow 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow H_2 + O_2 + 2Na^+ + 2OH^- ]

   Однако, для простоты можно рассматривать только анодную реакцию: [ 4OH^- \rightarrow 2H_2O + O_2 + 4e^- ] Из уравнения видно, что 1 моль кислорода выделяется при разложении 2 моль гидроксида натрия.

3. Рассчитаем мольное количество гидроксида натрия, разложившегося при электролизе: [ 1 \text{ моль } O_2 \leftrightarrow 2 \text{ моль } NaOH ] [ 4 \text{ моль } O_2 \leftrightarrow 8 \text{ моль } NaOH ]

4. Масса гидроксида натрия, разложившегося при электролизе: [ M(NaOH) = 40 \text{ г/моль} ] [ m(NaOH) = 8 \text{ моль} \times 40 \text{ г/моль} = 320 \text{ г} ]

5. Первоначальная масса гидроксида натрия в растворе: [ m_{NaOH} = 240 \text{ г} \times 0.15 = 36 \text{ г} ]

6. Масса оставшегося гидроксида натрия после электролиза: [ \text{Остаток NaOH} = 36 \text{ г} - 320 \text{ г (разложившегося)} = -284 \text{ г} ]

   Однако, здесь видно противоречие, так как масса разложившегося NaOH не может превышать первоначальную массу NaOH в растворе. Следовательно, либо в условии задачи ошибка, либо необходимо пересмотреть уравнение и расчет.

Для корректного подхода:

1. Рассчитаем возможную массу NaOH, которая могла бы разложиться до получения 4 моль O2: [ 4 моль O2 \rightarrow максимально 320 г NaOH ]

В итоге, нужно пересмотреть задачу, так как исходные данные и реальное разложение расходятся. Возможно, в задаче ошибка в массе или концентрации раствора.

Для решения данной задачи, сначала найдем количество вещества NaOH в растворе до электролиза:

Масса NaOH = 240 г * 0,15 = 36 г Молярная масса NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль

Теперь найдем количество молей NaOH: n = m/M = 36 г / 40 г/моль = 0,9 моль

Так как при электролизе на аноде выделился кислород, то реакция на аноде выглядит следующим образом: 4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-

Таким образом, 4 моль гидроксида натрия дают 1 моль кислорода. Следовательно, 0,9 моль NaOH дадут 0,225 моль кислорода.

Теперь найдем объем кислорода при н.у.: V = n 22,4 л/моль = 0,225 моль 22,4 л/моль = 5,04 л

Таким образом, после электролиза в растворе осталось 89,6 л - 5,04 л = 84,56 л воды.

Массовая доля вещества в растворе после окончания электролиза будет равна массе вещества, оставшегося в растворе (воды), деленной на общую массу раствора и умноженной на 100%: x = (84,56 г / (84,56 г + 36 г)) * 100% = 70,19%

Ответ: массовая доля вещества в растворе после окончания электролиза равна 70,19%.