Моль

1 моль

8) Из (2): (CuCl₂) =

9) (CuCl₂) =

Þ CuCl₂ – в избытке

10) (CuCl₂) = (CuCl₂) - (CuCl₂) = 0,5моль – 0,1моль = 0,4моль

11) Из (3): (Cl₂) =

12) (CuCl₂) = (Cl₂) = 0,4моль, значит весь CuCl_, оставшийся в растворе после реакции (2), подвергся электролизу.

13)  После всех процессов в электролизе останутся Cu(NO₃) – из (2)

(Cu(NO₃)₂) = (AgNO₃) = = 0,1моль

m₂(Cu(NO₃)₂) = 0,1моль 188г/моль = 18,8г

14)  m_{исход р-ра} = m _р-ра AgNO₃ + m _р-ра CuCl₂ = 1000г + 500г = 1500г

15)  m_{конеч р-ра} = m_{исход р-ра} – m₁(O₂) – m₃(Cl₂) – m₃(Cu) – m₁(Ag) – m₂(AgCl)

16)  (O₂) =

 m₁(O₂) = 0,025моль 32г/моль = 0,8г; m₁(Ag) = 10,8г (по условию)

17)  m₃(Cl₂) = (Cl₂) М(Cl₂) = 0,4моль 71г/моль = 28,4г.

 m₃(Cu) = (Cu) М(Cu) = 0,4моль 64г/моль = 25,6г

18)  m₂(Ag Cl) = (Ag Cl) М(Ag Cl) = 0,2моль 143,5г/моль = 28,7г

19)  m_{конеч р-ра} = 1500г – 0,8г – 28,4г – 25,6г – 10,8г – 28,7г = 1405,7г

20) 

Ответ:

VIII. Примеры решения задач на расчеты по законам электролиза М. Фарадея

Задача № 1

 

Через последовательно включенные в цепь постоянного тока растворы

нитрата серебра (I), сульфата меди (II) и хлорида золота (III) пропускали ток силой в течение 20 мин. Рассчитайте массы металлов, осевших на катоде.

Решение

р-ры Ag NO3

 CuSO4

 AuCl3

I = 5A

F = 20мин = 1200с

F = 96500 Кл/моль

m (Ag) - ?

m (Cu) - ?

m (Au) - ?

1) Все металлы, катионами которых образованы данные соли, находятся в ряду активности металлов «после водорода» в ряду активности металлов «после водорода», значит на катодах будет протекать реакция восстановления только металлов:

Ag⁺ + 1 Ag ⁰ ; n=1, M(Ag) = 108 г/моль

Cu⁺ + 2 Cu⁰ ; n=2, M(Cu) = 64 г/моль

Au⁺ + 3 Au ⁰ ; n=3, M(Au) = 197 г/моль

2) По формуле объединенного закона электролиза:

m (в-ва) =  вычисляем массы металлов:

m(Ag) =

m(Cu) =

m(Au) =

Ответ: m(Cu) = 2г , m (Ag) = 6,7г , m(Au) = 4г.

 

Задача № 2

 

Вычислить массу газа, выделившегося на аноде при электролизе раствора серной кислоты, производившегося в течение 10 мин при силе тока 1,5А.

Решение

р-р H2SO4

F = 10мин = 600с

I = 1,5 A

F = 96 500 Кл/моль

m (O2) - ?

1) См. схему реакции электролиза и электронные полуреакции в примере №10 (часть IV). Электролиз раствора серый кислоты сводится к электролизу воды:

 ί

 2H₂O = O₂↓ + 2H₂↑ ;

 на аноде выделяется кислород: 2H₂O- 4 = O₂ ↑+ 4H⁺ ;

значит n = 4

2)   m(O₂) =

Ответ: m(O₂) = 0,075г

 

Задача № 3

 

При действии постоянного тока силой 6,4А на расплав соли трехвалентного металла на катоде в течение 30 мин выделилось 1,07г металла, а аноде – 1344мл. (н.у.) газа, относительная плотность паров которого по гелию составляет 17,75. Определите состав соли, расплав которой подвергли электролизу.

Решение

I = 6,4 A

F = 30мин = 1800с

m(Me) = 1,07г

V(газа) = 13,44 = 22,4л (н.у.)

соль - ?

на катоде : Me ³⁺ + 3 Me⁰

на аноде : - ?

1) По условию: Д_Не(газа) = 17,75

Значит, M(газа) = Д_Не(газа) M(He) = 17,75 4г/моль =

71г/моль = M(Cl₂)

Значит,  на аноде : 2Cl^— - 2 Cl₂⁰

2)   По формуле объединенного закона электролиза:

M(Me) =

M(A1) = 27г/моль Значит, соль – хлорид аммония

Ответ: хлорид аммония.

Задача № 4

 

При прохождении через раствор сульфата никеля (II) тока силой 2А масса катода увеличилась на 2,4г. Рассчитайте время электролиза, если выход по току равен 0,8.

Решение

р-р NiSO4

I = 2 A

∆m = 2,4г

= 0,8

F - ?

1) По условию, масса катода увеличилась, значит, на катоде восстановился никель массой 2,4г.

m_пр(Ni) = 2,4г ; m_т(Ni) =

Ni²⁺ + 2 Ni⁰

2) По формуле объединенного закона электролиза:

F=

Ответ: время электролиза составляет 4907с.