Question

При електролізі водного розчину сульфату невідомого двухвалентного металу на катоді одержали 16, 25 г металу, а на аноді - 2,8 дм^3 газу (н.у.). Визначте метал?

Answer 1

Ответ:

Цинк

Объяснение:

Электролиз раствора соли MeSO4

MeSO4 ↔ Me2 + SO42

катод (–)

Me² + 2ē → Cu⁰

анод (+)

2H2O – 4ē → 4H + O2 ↑

В растворе: H+, SO42-

Итого электролиз: 2MeSO4 + 2H2O = 2Me + O2 ↑ + 2H2SO4

значит если на аноде выделится 2.8дм³/22.4дм³=0.125 моля газа (кислорода в данном случае). То на катоде осядет 0.125*2=0.25 моля металла. значит молярная масса этого металла 16.25г/0.25=65 . А русский ученый Менделев, в своей таблице, говорит, что это цинк, и он действительно  двухвалентный.

Answer 2

Щоб визначити метал, який був одержаний на катоді, спочатку варто скористатися відомою масою металу, яка становить 16,25 г. Далі, ви можете визначити кількість електронів, які були передані під час електролізу, використовуючи електролітичну рівняння.

Водний розчин сульфату невідомого двохвалентного металу складається з катіонів металу (M^(2+)) та аніонів сульфату (SO4^(2-)). Під час електролізу вода розкладається на катоді, виходячи з додатньо заряджених іонів водню (H^+), тоді як на аноді відбувається окиснення іонів гідроксиду (OH^-) до молекулярного кисню (O2) та води (H2O).

Електролітичні рівняння для цього процесу:

На катоді: 2H^+ + 2е^- -> H2

На аноді: 4OH^- -> 2H2O + O2 + 4е^-

Для знаходження кількості електронів, переданих під час електролізу, можна використати співвідношення між кількістю електронів та кількістю водню, що виділилася на катоді. Оскільки 2 молекули H2 утворюються за кожні 2 електрони, то в даному випадку кількість електронів дорівнює половині кількості молекул H2.

Маса 2 молекул H2 дорівнює молекулярній масі водню (2 г/моль) помноженій на кількість молекул H2 (яку ми позначимо як n).

Маса металу (M) дорівнює масі 2 молекул H2, оскільки кожні 2 молекули H2 утворюються за кожній молекулі металу.

Отже, ми можемо записати