Сколько граммов меди выделилось на катоде в результате проведения электролиза водного раствора хлорида меди(II) током

Тема: Электролиз.

Инструкция:

Электролиз - это процесс разложения вещества при помощи электрического тока. В данной задаче мы имеем дело с электролизом водного раствора хлорида меди(II) с использованием закона Фарадея.

Для решения этой задачи, мы должны знать следующие формулы:

1. Закон Фарадея: количество вещества, выделенного или осажденного на электроде, прямо пропорционально количеству электричества, прошедшего через электролит.

2. Закон Кулона: количество электричества, прошедшего через электрод, равно произведению силы тока на время.

Сначала нам необходимо найти количество заряда, прошедшего через раствор в ходе электролиза. Для этого используем формулу:

Q = I * t,

где Q - количество заряда (в кулонах), I - сила тока (в амперах), t - время (в секундах).

Переведем время в секунды:

30 минут = 30 * 60 = 1800 секунд.

Подставляем значения в формулу:

Q = 3 * 1800 = 5400 К.

Теперь используем закон Фарадея для расчета количества меди, выделившейся на катоде. Вводим формулу:

m = Q / (n * F),

где m - масса (в граммах), Q - количество заряда (в кулонах), n - количество электронов, необходимых для превращения одной молекулы вещества, F - постоянная Фарадея (96,485 Кл/моль).

Нам нужно выразить n через уравнение реакции:

Cu^2+ + 2e^- → Cu

Из уравнения видно, что для выделения одной молекулы меди необходимо 2 электрона.

Подставляем все значения:

m = 5400 К / (2 * 96,485 Кл/моль) ≈ 27,91 г.

Итак, на катоде выделилось примерно 27,91 грамма меди.

Совет:

Чтобы более легко понять электролиз, рекомендуется изучить основные понятия и формулы, связанные с этим процессом. Также полезно понимать, что в электролизе вещества разлагаются на ионы под действием электрического тока.

Задание:

Сколько граммов водорода выделится на аноде при проведении электролиза водного раствора H2SO4 током силой 2 А в течение 1 часа? Плотность тока должна быть равна 0,5 А/дм^2. Ответ представьте с точностью до сотых. Примите относительную атомную массу водорода равной 1.