Для решения задачи необходимо знать, что электролиз - это процесс распада или образования вещества под воздействием электрического тока. В данном случае проводится электролиз расплава хлорида кальция (CaCl3).
Для начала рассмотрим уравнение электролиза хлорида кальция:
2 Cl^- → Cl2(g) + 2 e^-
Это уравнение показывает, что за каждые 2 иона хлорида, принимающие участие в реакции, выделяется 1 молекула хлора (Cl2) и два электрона (2 e^-).
Величина, которую нужно найти - масса вещества, выделившегося на катоде. В данной реакции хлор выделяется на аноде, а на катоде происходит образование металла кальция. Так как на каждый ион кальция необходим 2 электрона, то масса вещества на катоде определяется по формуле:
масса вещества = (количество электрона * молярная масса вещества) / (количество электрона на 1 ион)
Обозначим количество потребовавшихся электронов как Q. Чтобы найти его, воспользуемся формулой:
Q = I * t,
где I - сила электрического тока в амперах, t - время в секундах. В нашем случае I и t не даны, поэтому они не будут участвовать в решении.
Теперь перейдем к получению молекулярной массы хлорида кальция (CaCl3) и количества электронов на один ион кальция (Ca^2+).
Молярная масса хлорида кальция равна сумме массы атомов кальция (40 г/моль) и хлора (35,5 г/моль). Учитывая, что в CaCl3 содержится 3 атома хлора, можем записать:
Для начала рассмотрим уравнение электролиза хлорида кальция:
2 Cl^- → Cl2(g) + 2 e^-
Это уравнение показывает, что за каждые 2 иона хлорида, принимающие участие в реакции, выделяется 1 молекула хлора (Cl2) и два электрона (2 e^-).
Величина, которую нужно найти - масса вещества, выделившегося на катоде. В данной реакции хлор выделяется на аноде, а на катоде происходит образование металла кальция. Так как на каждый ион кальция необходим 2 электрона, то масса вещества на катоде определяется по формуле:
масса вещества = (количество электрона * молярная масса вещества) / (количество электрона на 1 ион)
Обозначим количество потребовавшихся электронов как Q. Чтобы найти его, воспользуемся формулой:
Q = I * t,
где I - сила электрического тока в амперах, t - время в секундах. В нашем случае I и t не даны, поэтому они не будут участвовать в решении.
Теперь перейдем к получению молекулярной массы хлорида кальция (CaCl3) и количества электронов на один ион кальция (Ca^2+).
Молярная масса хлорида кальция равна сумме массы атомов кальция (40 г/моль) и хлора (35,5 г/моль). Учитывая, что в CaCl3 содержится 3 атома хлора, можем записать:
молярная масса CaCl3 = 40 г/моль + 3 * 35,5 г/моль = 106 г/моль
Согласно уравнению электролиза, на один ион кальция (Ca^2+) приходится 2 электрона, поэтому:
количество электрона на 1 ион = 2
Теперь можем подставить полученные значения в формулу для нахождения массы вещества:
масса вещества = (Q * молярная масса вещества) / (количество электрона на 1 ион)
В нашем случае Q = 10722,2 Кл, молярная масса CaCl3 = 106 г/моль, количество электрона на 1 ион = 2.
Подставляя значения, получаем:
масса вещества = (10722,2 Кл * 106 г/моль) / (2)
масса вещества = 56,882668 Кл * г/моль
Итак, масса вещества, выделившегося на катоде, составляет приблизительно 56,883 г.