Question

Для получения 8,88 г меди электролизом водного раствора нитрата меди(II) с угольными электродами в течение 0,5 часа и катодном выходе по току 100% необходимо пропустить через раствор ток силой . . .А. F = 96500 Кл, Mr(Сu) = 63.5 г/моль.

Answer 1

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать фундаментальные законы электролиза и знание общей формулы воды и уравнения реакции, происходящей при электролизе раствора нитрата меди(II).

Формула воды:
H2O

Уравнение реакции при электролизе нитрата меди(II):
Cu(NO3)2(aq) → Cu(s) + 2NO3-(aq)

В задаче дано количество меди, которое нам нужно получить (8,88 г) и время проведения электролиза (0,5 часа). Нам также известно, что катодный выход по току составляет 100%.

Шаг 1: Рассчитаем количество моль меди, которое мы хотим получить.
Используя молярную массу меди (63.5 г/моль) и данное количество меди (8,88 г), мы можем определить количество моль меди.

Масса = количество моль × молярная масса
8,88 г = количество моль × 63,5 г/моль

Количество моль = 8.88 г / 63.5 г/моль
Количество моль = 0.14 моль

Шаг 2: Рассчитаем количество зарядов, необходимых для осаждения заданного количества меди.
Количество электронов, необходимое для осаждения 1 моли меди (Cu2+ + 2e- → Cu) равно 2.

Количество электронов = количество моль × 2
Количество электронов = 0.14 моль × 2
Количество электронов = 0.28 Кл

Шаг 3: Рассчитаем количество зарядов, пропущенных через раствор.
Мы знаем, что катодный выход по току составляет 100%, что означает, что все электроны, необходимые для осаждения меди, будут поставляться в электролит.

Количество зарядов, пропущенных через раствор = количество электронов
Количество зарядов, пропущенных через раствор = 0.28 Кл

Шаг 4: Рассчитаем силу тока.
Используя понятие, что сила тока (I) равна заряду (Q), пропущенному через сечение проводника, поделенному на время (t), мы можем рассчитать силу тока.

Сила тока = количество зарядов / время
Сила тока = 0.28 Кл / 0.5 час

Преобразуем время из часов в секунды:
1 час = 3600 секунд
0.5 часа = 0.5 × 3600 секунд
0.5 часа = 1800 секунд

Сила тока = 0.28 Кл / 1800 секунд
Сила тока = 0.0001556 Кл/сек

Шаг 5: Рассчитаем ток силой.
Для этого нам необходимо узнать значение F.

F = 96500 Кл (дано в условии задачи)

Ток силой = Сила тока / F
Ток силой = 0.0001556 Кл/сек / 96500 Кл

Теперь мы можем рассчитать ток силой, разделив силу тока на F.

Образовательная модель:
Для получения 8,88 г меди электролизом водного раствора нитрата меди(II) с угольными электродами в течение 0,5 часа и катодном выходе по току 100% необходимо пропустить через раствор ток силой 0.0001556 Кл/сек