Question

ОЧЕНЬ СРОЧНО При электролизе раствора сульфата кадмия израсходовано 3434 Кл электричества. Выделилось 2 г кадмия. Чему равна эквивалентная масса кадмия? Составить схему электролиза и напишите электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах раствора сульфата кадмия.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

При электролизе раствора сульфата кадмия израсходовано 3434 Кл

электричества. Выделилось 2 г кадмия. Чему равна эквивалентная масса

кадмия?

Составить схему электролиза и напишите электронные уравнения

процессов, происходящих на угольных электродах раствора сульфата

кадмия.

      При электролизе  водного  раствора  сульфата  кадмия  на катоде  происходит  восстановление  металлического  кадмия.

  на  катоде     Cd2+   + 2e  =  Cd(0)

На аноде  протекает  процесс окисления  молекул  воды:

     2Н2О  - 4е  =  О2  +  4Н+

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

Суммарное  уравнение электролиза водного  раствора  сульфата кадмия:                               электролиз

           2CdSO4  +  2H2O  ----------------------> 2Сd  + O2  +  2H2SO4

Первый закон Фарадея: масса вещества выделившегося на электроде

пропорционально количеству электричества: m ~ Q .

Второй закон Фарадея: для разряда 1 моль ионов на электроде

необходимо количество электричества, равное заряду иона, умноженному   на число Фарадея: Q = z·96500.

Заряд же равен произведению силы I тока на время t, в течение которого   осуществлялся электролиз

Отсюда  можно  рассчитать  эквивалентную  массу  металла, выделившегося  на  катоде

  Э(Cd)  =  (m(Cd) × F) : Q  = ( 2 · 96500) : 3434 = 56,2  г/моль

Answer 2

Эквивалентная масса элемента определяется как масса вещества, необходимая для выделения или восстановления одного эквивалента вещества (1 эквивалент в данном случае соответствует 1 молю заряженных частиц, например, ионов). Формула для расчета эквивалентной массы:

Эквивалентная масса = Масса вещества (г) / Количество эквивалентов

В данном случае, выделилось 2 г кадмия, и зная, что кадмий имеет заряд +2 (Cd²⁺), его эквивалентная масса будет:

Эквивалентная масса кадмия = 2 г / 1 эквивалент = 2 г/экв

Теперь посчитаем количество эквивалентов кадмия, которое соответствует 3434 Кл электричества. Электрический заряд Q (Кл) связан с молью электронов n по формуле:

Q = n * F

где F - постоянная Фарадея, приблизительно равная 96485 Кл/моль. Рассчитаем n:

n = Q / F n = 3434 Кл / 96485 Кл/моль ≈ 0.0356 моль

Количество эквивалентов будет равно количеству молей, так как каждый моль кадмия дает один эквивалент:

Количество эквивалентов = 0.0356 экв

Теперь мы можем вычислить эквивалентную массу кадмия:

Эквивалентная масса кадмия = 2 г / 0.0356 экв ≈ 56.18 г/экв

Схема электролиза раствора сульфата кадмия:

На аноде (окисление): 2H₂O(l) → O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻

На катоде (восстановление): Cd²⁺(aq) + 2e⁻ → Cd(s)

Электронные уравнения процессов:

Анод: 2H₂O(l) → O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻ Катод: Cd²⁺(aq) + 2e⁻ → Cd(s)

Общее уравнение электролиза: 2H₂O(l) + Cd²⁺(aq) → O₂(g) + 4H⁺(aq) + Cd(s)

Обратите внимание, что на аноде происходит окисление воды с образованием кислорода и протонов, а на катоде ион кадмия восстанавливается до нейтрального атомарного кадмия.