Примеры решения задач по реакциям электролиза (стр. 4 из 4)

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(AgCl) =

(AgCl) - М(AgCl) = 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 : Me³⁺ + 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.