Question

Растворы 0,4 моль agno3 ,0,4 AuCl3,0,3 Cuso4 поместили в электролизеры, последовательно соединённые между собой .Электролиз проводили 2 часа с силой тока 6,7 А. определите массы веществ выделенных на катодах.

Answer 1

Ответ:

При последовательном соединении электролизеров через них прошел одинаковый заряд = I*t = 6.7*2*3600 = 48240 Кл;

р-ры с молярной конц. 0.4 моль/л AgNO3 (z Ag+ = 1), 0.4 моль/л AuCl3 (z Au3+ = 3) и 0.3 моль CuSO4 (z Cu2+ = 2) содержат соотв. 0.4*1 = 0.4 моль эквивалентов серебра, 0.4*3 = 1.2 моль эквивалентов золота и 0.3*2 = 0.6 моль эквивалентов меди;

для выделения серебра из р-ра требуется заряд равный 96485*0.4 = 38594 Кл;

для выделения золота из р-ра требуется заряд равный 96485*1.2 = 115782 Кл;

для выделения меди из р-ра требуется заряд равный 96485*0.6 = 57891 Кл;

т.о. из р-ра полностью выделится только серебро (48240>38594) массой 108*0.4 = 43.2 г, а 48240-38594 = 9646 Кл пойдет на выделение H2 (z = 2, M экв. = 2/z = 1 г/моль) массой 1*(9646/96485) = 0.1 г;

из 2 электролизера выделится золото (M экв. = 197/z = 65.667 г/моль) массой 65.667*(48240/96485) = 32.832 г;

из 3 - медь (M экв. = 63.55/2 = 31.775 г/моль) массой 31.775*(48240/96485) = 15.887 г;

43.2 г Ag+0.1 г H2;

32.832 г Au;

15.887 г Cu.

Answer 2

Для определения массы веществ, выделенных на катодах во время электролиза, мы должны использовать законы электролиза и молекулярные массы веществ. Перед расчетами нам нужно учитывать, что на катоде происходит восстановление металлов из ионов в растворе.

1. Выделение серебра (Ag) на катоде:

   • Мольное количество AgNO3 = 0,4 моль
   • Мольное количество электронов, необходимых для восстановления Ag+ до Ag, равно 1 (Ag+ + 1e- -> Ag)
   • Ток = 6,7 А (амперы) и время = 2 часа = 7200 секунд (переводим в секунды)
   • Зная, что 1 Фарад (1 Кулон) заряжает 1 моль электронов, мы можем рассчитать количество переданных кулонов: Количество кулонов = Ток (А) * Время (с) = 6,7 А * 7200 с = 48240 Кл
   • Количество молей Ag, выделенных на катоде, равно количеству переданных кулонов, так как каждый электрон приводит к выделению одной моли Ag: Количество молей Ag = Количество кулонов = 48240 Кл
   • Теперь мы можем рассчитать массу Ag, используя мольную массу Ag (107,87 г/моль): Масса Ag = Количество молей Ag * Мольная масса Ag = 48240 моль * 107,87 г/моль ≈ 5207,65 г

2. Выделение золота (Au) на катоде:

   • Мольное количество AuCl3 = 0,4 моль
   • Золото в AuCl3 имеет заряд +3, поэтому для восстановления 1 моль Au нужно 3 моля электронов (Au3+ + 3e- -> Au)
   • Ток = 6,7 А и время = 2 часа = 7200 секунд
   • Количество переданных кулонов: Количество кулонов = Ток (А) * Время (с) = 6,7 А * 7200 с = 48240 Кл
   • Количество молей Au, выделенных на катоде: Количество молей Au = (Количество кулонов) / 3 (так как требуется 3 моля электронов на 1 моль Au) Количество молей Au = 48240 Кл / 3 = 16080 моль
   • Теперь мы можем рассчитать массу Au, используя мольную массу Au (196,97 г/моль): Масса Au = Количество молей Au * Мольная масса Au = 16080 моль * 196,97 г/моль ≈ 3175,16 г

3. Выделение меди (Cu) на катоде:

   • Мольное количество CuSO4 = 0,3 моль
   • Медь в CuSO4 имеет заряд +2, поэтому для восстановления 1 моль Cu нужно 2 моля электронов (Cu2+ + 2e- -> Cu)
   • Ток = 6,7 А и время = 2 часа = 7200 секунд
   • Количество переданных кулонов: Количество кулонов = Ток (А) * Время (с) = 6,7 А * 7200 с = 48240 Кл
   • Количество молей Cu, выделенных на катоде: Количество молей Cu = (Количество кулонов) / 2 (так как требуется 2 моля электронов на 1 моль Cu) Количество молей Cu = 48240 Кл / 2 = 24120 моль
   • Теперь мы можем рассчитать массу Cu, используя мольную массу Cu (63,55 г/моль): Масса Cu = Количество молей Cu * Мольная масса Cu = 24120 моль * 63,55 г/моль ≈ 1534,74 г

Итак, массы веществ, выделенных на катодах, составляют:

• Масса Ag ≈ 5207,65 г
• Масса Au ≈ 3175,16 г
• Масса Cu ≈ 1534,74 г