Сколько граммов меди выделилось на катоде после проведения электролиза водного раствора хлорида меди(II) током силой 3 А в течение 30 минут, используя закон Фарадея? Ответите с точностью до сотых. Предположите, что относительная атомная масса меди равна 64.
Подтвержденное решение:
Инструкция: Для решения данной задачи о электролизе водного раствора хлорида меди(II) с использованием закона Фарадея, нам потребуется знать следующую информацию:
1. Мольная масса – это масса одного моля вещества. В данном случае, относительная атомная масса меди равна 64, что значит, что 1 моль меди имеет массу 64 г.
2. Закон Фарадея утверждает, что количество вещества, выделяемого или осаждаемого на электроде во время электролиза, прямо пропорционально количеству протекающего через него заряда.
3. Формула, связывающая массу вещества, заряд и мольную массу – это m = Q * M / (n * F), где m – масса вещества, Q – заряд, M – мольная масса, n – количество электронов, участвующих в реакции, F – постоянная Фарадея.
В данной задаче, известно, что ток силой 3 А проходил в течение 30 минут, что эквивалентно 1800 секундам. Также известна мольная масса меди, равная 64 г. Необходимо найти массу меди, выделенной на катоде.
Для решения задачи, мы можем использовать формулу m = Q * M / (n * F).
Мы знаем, что заряд Q = I * t, где I – сила тока, t – время. Подставляя значения, получаем Q = 3 А * 1800 с = 5400 Кл.
Количество электронов n – это количество молей меди. Для определения количества молей, используем формулу n = m / M, где m – масса меди, M – мольная масса. Подставляя значения, получаем n = m / M = 5400 Кл / (64 г/моль) = 84,375 моль.
Также постоянная Фарадея F составляет 96485 Кл/моль.
Используя все эти значения, мы можем найти массу меди:
m = Q * M / (n * F) = 5400 Кл * 64 г/моль / (84,375 моль * 96485 Кл/моль) ≈ 0,395 грамма.
Таким образом, после проведения электролиза водного раствора хлорида меди(II) током силой 3 А в течение 30 минут, на катоде будет выделено приблизительно 0,395 грамма меди.
Совет: При решении задач по электролизу используйте закон Фарадея, основываясь на знании мольных масс и формул, связывающих массу, заряд и количество вещества.
Упражнение: Определите, сколько граммов водорода выделится на катоде водного раствора серной кислоты (H2SO4), если через раствор пропущен ток силой 2 А в течение 1 часа. Предположим, что для реакции на катоде требуется 2 моля электронов. Ответ округлите до сотых. (Мольная масса водорода H2 = 2 г/моль)