Электролиз и расчёт массовых долей
Сколько газа при нормальных условиях выделилось на аноде при электролизе 235 г раствора нитрата меди(II) с содержанием
Сколько газа при нормальных условиях выделилось на аноде при электролизе 235 г раствора нитрата меди(II) с содержанием Cu(NO3)2 равным 20%, если на катоде выделено 9,6 г металла? Каковы массовые доли кислоты и соли в оставшемся растворе?
10.12.2023 16:29
Написать свой ответ:
Инструкция: В данной задаче мы рассматриваем электролиз раствора нитрата меди(II). При электролизе металлическая медь осаждается на катоде, а на аноде происходит окисление ионов NO3-.
Для начала решим задачу, определив количество электричества, которое протекло через раствор.
Масса меди, выделенной на катоде, равна 9,6 г. Зная молекулярную массу меди (Cu), можем найти количество вещества (n):
n = m/M,
где m - масса меди, M - молекулярная масса меди.
Далее, используя уравнение реакции электролиза:
Cu2+ + 2e- -> Cu,
можем установить соответствие между количеством электричества и количеством меди, осажденной на катоде:
1 моль Cu2+ соответствует 2 молям электричества.
Таким образом, количество электричества можно найти по формуле:
Q = n/F,
где Q - количество электричества, n - количество вещества, F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).
Определив количество электричества, можно найти количество электронов, которые протекли через раствор.
Далее, используя закон Фарадея, связывающий количество электричества и количество вещества, можно определить количество вещества ионов NO3-:
n(NO3-) = Q/(2F).
Зная количество вещества ионов NO3- и массу раствора нитрата меди(II), можно рассчитать массовую долю соли и кислоты в оставшемся растворе.
Насколько я понимаю, массовая доля соли будет равна массе соли, деленной на общую массу раствора. Аналогично, массовая доля кислоты будет равна массе кислоты, деленной на общую массу раствора.
Пример использования: Решим задачу с данными: масса меди на катоде - 9,6 г, масса раствора нитрата меди(II) - 235 г, содержание Cu(NO3)2 - 20%.
Совет: Для лучшего понимания задачи, рекомендуется внимательно изучить принципы работы электролиза и закон Фарадея, а также формулы для расчёта количества вещества и массовых долей.
Упражнение: Пусть через раствор прошло 72 Кл электричества. Рассчитайте количество вещества ионов NO3- и массовую долю соли и кислоты, если масса меди на катоде составила 6 г.