Добрый день! Я рад выступить в роли вашего школьного учителя и помочь вам разобраться с этим вопросом.
Перед тем, как перейти к решению задачи, давайте вспомним некоторые основные понятия, связанные с электролизом.
Электролиз - это процесс, при котором электрический ток приводит к химическим изменениям вещества. Электролиз происходит в электролитической ячейке, состоящей из двух электродов - катода (полюс, к которому идут положительно заряженные ионы) и анода (полюс, к которому идут отрицательно заряженные ионы).
Теперь перейдем к пошаговому решению задачи.
1) Дано: вещество - раствор медного купороса (CuSO4), на катоде выделилось 6,4 г меди.
2) Нам известно, что каждый купоросный ион (Cu2+) получает 2 электрона и превращается в медь (Cu). Значит, количество меди, полученное на катоде, равно общему количеству заряженных электронов, поделенному на Faraday's constant (F) - 96485 Кл/моль.
Масса меди на катоде = (количество электронов * молярная масса меди) / F
3) Найдем количество электронов, необходимых для образования 6,4 г меди:
Электрон = масса меди / молярная масса меди
Электрон = 6,4 г / 63,546 г/моль (молярная масса меди)
4) Теперь найдем количество моль меди на катоде:
Количество моль меди = масса меди / молярная масса меди
5) Поскольку каждый купоросный ион CuSO4 получает 2 электрона, умножим количество моль меди на 2 для определения количества электронов, прошедших через катод.
Количество электронов = 2 * количество моль меди
6) Рассчитаем объем кислорода, выделившегося на аноде:
Одна молекула кислорода (O2) получается за каждое выделение 4 электронов на аноде. Это значит, что количество электронов, анода и молекул кислорода связаны через коэффициент пропорциональности 4.
Количество молекул кислорода = количество электронов анода / 4
7) Теперь, чтобы найти объем кислорода, выделившегося на аноде, мы должны использовать соотношение между объемом и количеством молекул, зная, что 1 моль любого газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм) занимает 22,4 литра.
