Question

ПОМОГИТЕЕЕЕЕ Составьте уравнения электродных процессов ( анод инертный) и молекулярное уравнение реакции, проходящей при электролизе расплава или раствора электролита р-ра FeSO4. Вычислить массу металла, выделившегося на катод, если электролиз проводили при силе тока A= 1,5 в течение времени = 3 ч. Выход металла по току Вт составил 65%

Answer 1

На катоде протекает процесс восстановление железа, а также восстановление воды:
Fe2+ + 2e = Fe0
2H2O + 2e = H2 + 2OH-
На аноде протекает процесс окисления воды:
2H2O - 4e = 4H+ + O2
Суммарно:
FeSO4 + 2H2O=2Fe+H2SO4+O2
По закону электролиза:
m(Fe) =  $\frac{I*t*M}{F*z}$ * η, где M - молярная масса катиона, F - постоянная Фарадея, z - кол-во электронов, η - выход.
Подставляем: m(Fe)=1.5*(3*60*60)*56*0.65/(96500*2)=3.056 кг

Answer 2

Для составления уравнений электродных процессов и молекулярного уравнения реакции электролиза раствора FeSO4, нужно учитывать, что в растворе FeSO4 диссоциирует на ионы Fe^2+ и SO4^2-. Электролиз проводится с использованием инертного анода, что означает, что на аноде не происходит реакции.

Молекулярное уравнение реакции электролиза FeSO4: FeSO4 (раствор) → Fe^2+ (катион) + SO4^2- (анион)

Уравнения электродных процессов:

1. На катоде: Fe^2+ + 2e^- → Fe (выделившийся металл)

2. На аноде (инертный анод, поэтому здесь нет реакции).

Так как известно, что электролиз проводили при силе тока A = 1,5 А в течение времени t = 3 часа, то общий заряд, протекший через электролит, можно вычислить по формуле:

Заряд (Q) = Сила тока (A) × Время (t)

Q = 1,5 A × 3 ч = 4,5 Кулон

Теперь можно вычислить количество молей и массу металла Fe, выделившегося на катоде.

1. Рассмотрим катодную реакцию: Fe^2+ + 2e^- → Fe

1 моль Fe^2+ соответствует выделению 1 моль Fe.

2. Вычислим количество молей Fe, участвующих в реакции: Моль Fe = Заряд (Кулон) / Заряд числа для Fe^2+

Моль Fe = 4,5 Кл / (2 × 1 Ф) = 2,25 моль

3. Вычислим массу металла Fe, используя молярную массу Fe:

Масса Fe = Количество молей Fe × Молярная масса Fe

Масса Fe = 2,25 моль × 55,845 г/моль ≈ 125,915 г

Таким образом, масса металла Fe, выделившегося на катоде, составляет примерно 125,915 г.

Учтите, что в условии сказано, что "выход металла по току Вт составил 65%", но это значение нам не понадобится для вычислений, так как мы уже рассчитали количество молей металла, выделившегося на катоде, из общего заряда и уравнения электродных процессов.