Question

Электролиз водного раствора нитрата никеля проводили с никелевым анодом в течение 4 ч при силе тока 11А. Какое количество никеля выделилось на катоде? Составьте схему электролиза.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Электролиз водного раствора нитрата никеля проводили с никелевым анодом в течение 4 ч при силе тока 11А. Какое количество никеля выделилось на катоде? Составьте схему электролиза.

 На  катоде:  Ni²⁺  +  2e  =  Ni⁰↓  

Параллельно  на  катоде   происходит  восстановление  молекул  воды:        2Н2О  +  2е  =  H2⁰↑  +  2OH⁻

 На   аноде   происходит   окисление   материала  анода:

          2Ni⁰  -  4e  =   2Ni²⁺

 ------------------------------------------------------------------------------

Cуммарное  уравнение  электролиза:

  Ni(NO3)2  + 2H2O   =  Ni⁰↓  +  H2⁰↓  +  2NiOHNO3↓

Таким  образом,  на катоде  выделяется   никель  и  водород,  а в межэлектродном   пространстве   образуется  гидроксонитрат  никеля.  Так  как  большинство  основных   солей  плохо  растворимо в  воде, предполагаю  что данная  соль  выпадет в осадок.

 Время  электролиза  4 часа  или 14400  сек;  сила  тока  11 А, молярная масса  эквивалента  никеля  29,35 г/моль

Тогда   масса,  на  которую   уменьшится    анод  составит:

11  ×  14400  х 29,35

------------------------------- =   48,2 г  

     96500т

А вот  масса  никеля  выделившегося  на  катоде  будет  в 2 раза меньше - 24,1 г   Половина  количества  электричества  пришедшего  на   катод  будет  израсходована  на  восстановление  воды

Answer 2

В данном случае проводится электролиз водного раствора нитрата никеля (Ni(NO3)2) с использованием никелевого анода и катода. Электролиз проходит в течение 4 часов при силе тока 11 А. Вопрос состоит в том, сколько никеля будет выделено на катоде.

Схема электролиза:

Анод (+): Ni(NO3)2 (раствор) -> Ni^2+ (в растворе) + 2NO3^- + 2e-

Катод (-): 2H2O + 2e- -> H2 (газ) + 2OH-

Сначала на аноде происходит окисление нитрата никеля, из-за которого ионы никеля Ni^2+ переходят в раствор, а на катоде ионы воды (H2O) восстанавливаются до молекул водорода (H2) и гидроксид-ионов (OH-).

Чтобы вычислить количество никеля, выделившегося на катоде, нужно знать количество переданных зарядов (электронов) и соответствующий молекулярный вес никеля (Ni).

1. Вычислим количество переданных зарядов (Q): Q = I * t, где I - сила тока (11 А), t - время (4 ч = 4 * 3600 секунд).

Q = 11 A * 4 * 3600 s = 158400 Кл (коломб).

2. Рассчитаем количество молекул водорода (H2), образовавшихся на катоде, так как за каждое восстановление иона H+ требуется 2 электрона: Количество молекул H2 = Q / (2 * e), где e - элементарный заряд (1.602 × 10^-19 Кл).

Количество молекул H2 = 158400 Кл / (2 * 1.602 × 10^-19 Кл/эл) ≈ 4.96 * 10^24 молекул H2.

3. Поскольку на образование 1 молекулы водорода требуется 2 атома водорода, вычислим количество атомов никеля (Ni) в этом количестве водорода: Количество атомов Ni = Количество молекул H2 * 2 = 9.92 * 10^24 атомов Ni.

4. Наконец, рассчитаем массу никеля, соответствующую количеству атомов: Масса Ni = Количество атомов Ni * молекулярный вес Ni, где молекулярный вес Ni ≈ 58.69 г/моль.

Масса Ni = 9.92 * 10^24 атомов * 58.69 г/моль ≈ 5.81 г.

Таким образом, на катоде выделится примерно 5.81 г никеля.