Какой период времени необходим для пропуска тока силой 1 ампер с целью восстановления всего трехвалентного железа

Тема урока: Окислительно-восстановительные реакции

Пояснение:
Для решения этой задачи нам необходимо использовать понятие эквивалента вещества. Эквивалент - это количество вещества, участвующего в реакции, равное его эквивалентной массе. Для железа (III) эквивалентная масса равна молекулярной массе, разделенной на валентность. В данном случае мы имеем дело с трехвалентным железом, поэтому его эквивалентная масса будет равна молекулярной массе железа, деленной на 3.

Сначала найдем количество молей трехвалентного железа в растворе. Для этого умножим объем раствора на концентрацию:

Количество молей = объем × концентрация = 80 мл × 0,1 моль/л = 8 ммоль

Затем найдем количество эквивалентов трехвалентного железа, умножив количество молей на валентность:

Количество эквивалентов = количество молей × валентность = 8 ммоль × 3 = 24 ммоль-экв

Теперь мы можем рассчитать время, необходимое для пропуска тока силой 1 ампер через раствор с целью восстановления всего трехвалентного железа. Для этого воспользуемся законом Фарадея:

Объем газа, выделяемого при электролизе, пропорционален количеству переданных "электрических эквивалентов":

Объем газа = Количество эквивалентов × объем моля газа / число Авогадро

Зная, что Фарадей для одного электрона равен 96500 Кл/экв, а сила тока равна количеству переданных зарядов в секунду, мы можем переопределить формулу:

Объем газа = (Количество эквивалентов × 96500 Кл/экв) / сила тока

Подставляем известные значения:

Объем газа = (24 ммоль-экв × 96500 Кл/экв) / 1 А = 24 × 96500 / 1 мл = 24 × 96500 / 1000 = 2316 мл = 2,316 л

Таким образом, период времени, необходимый для пропуска тока силой 1 ампер для восстановления всего трехвалентного железа, составляет 2,316 л (литров).

Советы:
- Внимательно следите за валентностью элементов в реакциях окисления-восстановления.
- Помните, что количество переданных электрических эквивалентов пропорционально объему газа, выделяемого при электролизе.

Задание:
Какой объем газа выделится при пропускании тока силой 2 ампера через 120 мл 0,2-молярного раствора серной кислоты (H2SO4)? Валентность серы равна 6.