Что произошло на аноде при электролизе раствора CuSO4, если выделилось 168 см3 газа (н.у.)? Пожалуйста, составьте

Электролиз раствора CuSO4

Пояснение: Во время электролиза раствора CuSO4 происходит разложение раствора под воздействием электрического тока. На аноде происходит окисление, а на катоде – восстановление. В данной задаче мы имеем информацию о выделении газа (объем которого равен 168 см3 при нормальных условиях) и просим определить массу меди, выделенную на катоде.

Электронные уравнения процессов, происходящих на электродах:
Анод: 2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e-
Катод: Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)

В данном случае на аноде происходит разложение воды с образованием газа кислорода, а на катоде ионы меди редуцируются до атомарной меди. Поскольку известен объем газа, который был выделен на аноде, мы можем из него определить количество вещества кислорода с помощью уравнения состояния и затем применить коэффициенты стехиометрии, чтобы определить массу меди.

Например:

Задача: Что произошло на аноде при электролизе раствора CuSO4, если выделилось 168 см3 газа (н.у.)?

Информация:
V(газа) = 168 см3 (н.у.)
Хотим найти: Что произошло на аноде и массу меди, выделенную на катоде.

Решение:
1. Определите количество вещества кислорода, выделившегося на аноде, с помощью уравнения состояния.
Газовое уравнение состояния: V = nRT/P
Подставим известные значения:
n = V(газа) / 22.4
n = 168 / 22.4
n = 7.5 моль (приближенно)

2. Определите количество меди, отложившейся на катоде, с помощью коэффициентов стехиометрии.
Согласно электронному уравнению на катоде:
Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)
Коэффициент пропорциональности между газом и медью равен 2.
Значит, количество меди равно половине количества вещества кислорода, выделившегося на аноде.
m(меди) = 0.5 * 7.5 * молярная масса меди

3. Посчитайте массу меди.

Совет: Для лучшего понимания принципов электролиза и массовых соотношений рекомендуется углубиться в изучение электрохимии и наработать навыки расчета с использованием уравнений состояния и коэффициентов стехиометрии.

Практика: Если в результате электролиза раствора CuSO4 выделилось 336 см3 газа стандартных условиях (н.у.), какая масса меди будет выделена на катоде?