Решение

Согласно законам Фарадея: (18)

где т(А) — масса вещества А, окисленного или восстановленного на электроде (г); М(1/z,А) — молярная масса эквивалента вещества А (г/моль); I — сила тока (А); t — продолжительность электролиза (с); F – число Фарадея, (F  96500 Кл/моль). Молярная масса эквивалента меди в СuSO₄ равна:

.

Подставив в формулу (18) значения М(1/2,Cu) получим:

Пример 2. Вычислите молярную массу эквивалента металла, зная, что при электролизе раствора хлорида этого металла затрачено 3880 Кл электричества и на катоде выделяется 11,742 г металла.

Решение

Из формулы (18): , где т = 11,742 г; I  t = Q = 3880 Кл.

Пример 3. Чему равна сила тока при электролизе раствора в течение 1ч 40 мин 25 с, если на катоде выделилось 1,4 дм³ водорода (н.у.)?

Решение

Из формулы (18): . Так как дан объем водорода, то отношение т/M(1/z,А) заменяем отношением , где – объем водорода (л); – эквивалентный объем водорода (л). Тогда .

Эквивалентный объем водорода при н.у. равен половине молярного объема . Подставив в приведенную формулу значения , t = 6025с (1 ч 40 мин 25 с = 6025 с), находим .

Пример 4. Какая масса гидроксида калия образовалась у катода при электролизе раствора К₂SО₄, если на аноде выделилось 11,2 дм³ кислорода (н.у.)?

Решение

Эквивалентный объем кислорода (н.у.) . Согласно закону Фарадея: , отсюда находим массу гидроксида калия, образовавшегося у катода: .

Контрольные вопросы

259. Электролиз раствора К₂SО₄ проводили при силе тока 5А в течение 3ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде?

Ответ: 5,03 г; 6,266 дм³; 3,133 дм³.

259. При электролизе соли некоторого металла в течение 1,5 ч при силе тока 1,8 А на катоде выделилось 1,75 г этого металла. Вычислите молярную массу эквивалентаметалла.

Ответ: 17,37 г/моль.

259. При электролизе раствора СuSO₄ на аноде выделилось 168 см³ газа (н.у.). Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, и вычислите, какая масса меди выделилась на катоде.

Ответ: 0,953 г.

259. Электролиз раствора Nа₂S0₄ проводили в течение 5 ч при силе токе 7 А, составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде?

Ответ: 11,75 г; 14,62 дм³; 7,31 дм³.

259. Электролиз раствора нитрата серебра проводили при силе тока 2 А в течение 4 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса серебра выделилась на катоде, и каков объем газа (н.у.), выделившегося на аноде?

Ответ:32,20 г; 1,67 дм³.

259. Электролиз раствора сульфата некоторого металла проводили при силе тока 6 А в течение 45 мин, в результате чего на катоде выделилось 5,49 г металла. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

Ответ: 32,7 г/моль.

259. Насколько уменьшится масса серебряного анода, если электролиз раствора АgNО₃ проводить при силе тока 2 А в течение 38 мин 20 с? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах.

Ответ: 4,47 г.

259. Электролиз раствора сульфата цинка проводили в течение 5 ч, в результате чего выделилось 6 дм³ кислорода (н.у.). Составьте уравнения электродных процессов и вычислите силу тока.

Ответ: 5,74 А.

259. Электролиз раствора СuS0₄ проводили с медным анодом в течение 4 ч при силе тока 50 А, при этом выделилось 224 г меди. Вычислите выход по току (отношение массы выделившегося вещества к теоретически возможной). Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах в случае медного и угольного анода.

Ответ: 94,48%.

259. Электролиз раствора NаI проводили при силе тока 6 А в течение 2,5 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах, и вычислите массу веществ, выделившихся на катоде и аноде?

Ответ: 0,56 г; 71,0 г.

259. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора АgNО₃. Если электролиз проводить с серебряным анодом, то его масса уменьшается на 5,4 г. 0пределите расход электричества при этом.

Ответ: 4830 Кл.

259. Электролиз раствора СuS0₄ проводили в течение 15 мин при силе тока 2,5 А, выделилось 0,72 г меди. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах в случае медного и угольного анода. Вычислите выход по току (отношение массы выделившегося вещества к теоретически возможной).

Ответ: 97,3 %.

259. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе расплавов и водных растворов NaCl и КОН. Сколько литров (н.у.) газа выделится на аноде при электролизе гидроксида калия, если электролиз проводить в течение 30 мин при силе тока 0,5 А?

Ответ: 0,052 дм³.

259. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе раствора КВr. Какая масса вещества выделяется на катоде и аноде, если электролиз проводить в течение 1 ч 35 мин при силе тока 15 А?

Ответ: 0,886 г; 70,79 г.

259. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора СиCl₂. Вычислите массу меди, выделившейся на катоде, если на аноде выделилось 560 см³ газа (н.у.).

Ответ: 1,588 г.

259. При электролизе соли трехвалентного металла при силе тока 1,5 А в течение 30 мин на катоде выделилось 1,071 г металла. Вычислите атомную массу металла.

Ответ: 114,82.

259. При электролизе растворов МgSO₄ и ZnCl₂, соединенных последовательно с источником тока, на одном из катодов выделилось 0,25 г водорода. Какая масса вещества выделится на другом катоде; на анодах?

Ответ: 8,17 г; 2,0 г; 8,86 г.

259. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора Na₂SO₄. Вычислите массу вещества, выделяющегося на катоде, если на аноде выделяется 1,12 дм³ газа (н.у.). Какая масса Н₂SO₄ образуется при этом возле анода?

Ответ: 0,2 г; 9,8 г.

259. При электролизе раствора соли кадмия израсходовано 3434 Кл электричества, выделилось 2 г кадмия. Чему равна молярная масса эквивалента кадмия?

Ответ: 56,26 г/ моль.

259. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе раствора КОН. Чему равна сила тока, если в течение 1 ч 15 мин 20 с на аноде выделилось 6,4 г газа? Сколько литров газа (н.у.) выделилось при этом на катоде?

Ответ: 17,08 А; 8,96 дм³.

259. Вычислите массу серебра, выделившегося на катоде при пропускании тока силой 6 А через раствор нитрата серебра в течение 30 минут.

Ответ: 12 г.

259. Сколько времени потребуется для полного разложения 2 молей воды током силой 2 А?

Ответ: 53,6 ч.

259. Найдите объем кислорода (н.у.), который выделится при пропускании тока силой 6 А в течение 30 минут через водный раствор КОН.

Ответ: 627 см³.

259. Найдите объем водорода (н.у.), который выделится при пропускании тока силой 3 А в течение 1 ч через водный раствор Н₂SO₄.

Ответ: 1,25 дм³.

259. Какое количество электричества потребуется для выделения из раствора: а) 2 г водорода; б) 2 г кислорода?

Ответ: а) 1,93 ^. 10⁵ Кл; б) 2,41 ^. 10⁴ Кл.

259. При электролизе водного раствора Cr₂(SO₄)₃ током силой 2 А масса катода увеличилась на 8 г. В течение какого времени проводили электролиз?

Ответ:6,19 ч.

259. При электролизе водного раствора SnCl₂ на аноде выделилось 4,48 дм³ хлора (н.у.). Найдите массу выделившегося на катоде олова.

Ответ: 23,7 г.

259. Какие вещества и в каком количестве будут выделяться на электродах при электролизе расплава MgCl₂ в течение 2,5 часов при токе силой 6 А? Составьте схему электролиза.

Ответ: 6,72 г; 6,27 дм³.

259. Вычислите молярную массу эквивалента двухвалентного металла и назовите его, если известно, что при электролизе раствора хлорида этого металла в течение 2 часов при токе силой 2,5 А выделилось 19,33 г металла. Составьте схему электролиза соли.

Ответ: 103,6 г/моль.

259. Чему равна сила тока, если при электролизе раствора MgCl₂ в течение 45 минут на катоде выделилось 12 дм³ водорода? Составьте схему электролиза и рассчитайте объем вещества, выделившегося на аноде.

Ответ: 38,3 А; 12 дм³.