Каков будет выход по току, если масса катода увеличилась на 0,25 г после пропускания тока 0,5 А через раствор ZnSO4

Предмет вопроса: Электролиз

Описание:

Электролиз - это процесс разложения вещества под воздействием электрического тока. В данной задаче мы имеем дело с электролизом раствора ZnSO4 (сульфата цинка).

При электролизе катионы металла перемещаются к катоду и образуют металлическое осаждение, тогда как анионы движутся к аноду и формируют продукты окисления. В нашем случае, ионы цинка (Zn2+) перемещаются к катоду и образуют металлический цинк.

Масса катода увеличивается пропорционально количеству протекающего через него тока и времени, в течение которого ток протекает.

Мы знаем, что масса катода увеличилась на 0,25 г, ток составляет 0,5 А, а время длится 30 минут (или 1800 секунд).

Чтобы найти выход по току, мы можем воспользоваться законом Фарадея, который гласит, что количество осажденного вещества пропорционально количеству протекающего заряда. Формула для вычисления количества заряда (Q) выглядит следующим образом:

Q = I * t

где Q - количество заряда, I - ток, t - время.

Следовательно, выход по току (m) можно найти, используя формулу:

m = Q / M

где m - масса вещества, M - молярная масса вещества.

В нашем случае, масса металлического цинка равна 0,25 г. Молярная масса цинка (Zn) составляет 65,38 г/моль.

Итак, подставляя значения в формулу, получим:

m = (I * t) / M

m = (0,5 А * 1800 сек) / 65,38 г/моль

m ≈ 13,68 г

Таким образом, выход по току составляет примерно 13,68 г.

Схема электролиза на цинковых электродах:
На аноде (положительный электрод):
2H2O(l) -> O2(g) + 4H+(aq) + 4e-

На катоде (отрицательный электрод):
Zn2+(aq) + 2e- -> Zn(s)

Совет:
Чтобы лучше понять электролиз и формулы, рекомендуется ознакомиться с законом Фарадея и изучить примеры электролиза различных растворов и электролитов.

Проверочное упражнение:
Предположим, что мы производим электролиз раствора CuSO4 с током 0,3 А в течение 45 минут. Каков будет выход по току, если масса катода увеличилась на 0,15 г?