Чтобы ответить на данный вопрос, нужно знать, как происходит процесс образования метана (CH4) из водорода (H2).
Процесс получения метана называется метанизацией и происходит путем реакции водорода с углеродным источником. В данном случае у нас есть несколько вариантов углеродных источников: C (углерод), CO (оксид углерода), CO2 (диоксид углерода) и CaC2 (карбид кальция). Давайте рассмотрим каждый вариант по отдельности и определим, может ли он быть использован для превращения H2 в CH4.
1. C (углерод)
Углерод является углеродным источником и может быть использован для метанизации. Реакция превращения H2 в CH4 с участием углерода будет выглядеть следующим образом:
C + 2H2 -> CH4
2. CO (оксид углерода)
Оксид углерода (CO) также является углеродным источником и может быть использован для получения метана. Реакция будет следующей:
CO + 3H2 -> CH4 + H2O
3. CO2 (диоксид углерода)
Диоксид углерода (CO2) не является прямым углеродным источником и не может быть использован для получения метана. Реакция превращения H2 в CH4 с использованием CO2 будет требовать дополнительных реагентов и условий, которые не были указаны в вопросе.
4. CaC2 (карбид кальция)
Карбид кальция (CaC2) также не является углеродным источником, который может быть использован для метанизации. Реакция превращения H2 в CH4 с использованием CaC2 также потребовал бы дополнительных реагентов и условий.
Итак, из предложенных вариантов только C (углерод) и CO (оксид углерода) могут быть использованы для превращения H2 в CH4.
Для составления схемы гальванического элемента, нам необходимо учитывать перемещение электронов, происходящее при реакции. Схема будет выглядеть следующим образом:
На левой стороне схемы мы имеем водородный электрод, который состоит из водородного газа (H2) и водородных ионов (H+). На правой стороне схемы находится раствор железной соли (Fe2(SO4)3) с железными ионами (Fe3+) и металлическим железом (Fe).
Теперь давайте рассмотрим электродные полуреакции на каждом электроде:
На аноде (слева) происходит окисление. В этом случае, водород (H2) окисляется до водородного иона (H+) с потерей 2 электронов:
H2 → 2H+ + 2e-
На катоде (справа) происходит восстановление. Железные ионы (Fe3+) принимают электроны и превращаются в нейтральные атомы железа (Fe):
Fe3+ + 3e- → Fe
Теперь мы можем проследить перемещение электронов по схеме. Электроны двигаются от анода к катоду через внешнюю цепь, что вызывает ток. Происходящая электрохимическая реакция в гальваническом элементе является следующей:
H2 + 2Fe3+ → 2H+ + 2Fe2+
Теперь, чтобы вычислить эдс (электродный потенциал) этого гальванического элемента, нужно воспользоваться таблицей стандартных электродных потенциалов. Мы должны вычислить разность потенциалов между водородным электродом (H+/H2) и железным электродом (Fe3+/Fe2+).
Консультация таблицы даст нам следующие значения:
- Потенциал водородного электрода (H+/H2) составляет 0,00 В.
- Потенциал железного электрода (Fe3+/Fe2+) составляет +0,77 В.
Теперь, чтобы вычислить общий электродный потенциал (эдс) данного гальванического элемента, мы используем формулу:
mр-ра=100г
ω=2%
Найти.
m(NaCl)
m(H2O)
Решение.
1.m(NaCl)=100×0,02=2г
m(H2O)=100-2=98г или 98мл, поскольку плотность воды равна 1г/мл