Question

Ри электролизе фторида трехвалетного металла в течение 50 мин (сила тока 2А) на катоде выделился металл массой 2,145 г. Выход по току равен 85%. Определите что это за металл. Вычислите объем газа, выделившегося на аноде (в л.)

Answer 1

По закону Фарадея масса выделившегося при электролизе металла m равна:

m = ItMw / Fz,
 
I-сила тока, t-длительность электролиза, M-молярная (атомная) масса металла, w - выход по току, F-постоянная Фарадея (96485 Кл/моль), z - число электронов, участвующих в реакции восстановлении металла.
Поскольку из условия задачи известно, что металл трехвалентный и он восстановился до свободного металла, z равно 3, и уравнение электролиза имеет вид:

2 MeF3 = 2Me + 3F2

Из закона Фарадея получим молярную массу металла:
M = zmF / Itw = 3mF / Itw =
= (3*2.145 г * 96485 Кл/моль) / (2 А * 50 мин * 60 с/мин * 0,85) =
= 121,74 (г * Кл / моль) / (А * с) =
= 121,74 (г * Кл/ моль) / (Кл) = 121,74  г/моль

(Пояснение!  Множитель 60 с/мин появляется для перевода минут в секунды для получения результат в системе СИ. Кроме того, произведение Ампера и секунды равно Кулону: А*с=Кл. )

По таблице Менделеева наиболее близкая к этому значению молярная масса сурьмы (Sb, 121,75 г/моль). Хотя сурьма в пятой группе, она и пяти-, и трехвалентна. Значит, ответ не противоречит условию задачи. Электролизу подвергался фторид сурьмы: 

2SbF3 = 2Sb + 3F2
   
Находим количество выделившейся сурьмы: n= m/M =
= 2.145 г / 121,75 г/моль = 0,01762 моль.

Согласно уравнению реакции, на 2 моль сурьмы выделяется 3 моль фтора. Тогда на 0,01762 моль сурьмы выделится х моль фтора.
Составляем пропорцию:
2 моль Sb ------------------ 3 моль F2
0,01762 моль Sb --------  х моль F2

x = 0.01762 * 3 / 2 = 0.02643 моль.

Один моль газа при нормальных условиях занимает 22,4 литра.
А 0,02643 моль газа при тех же условиях занимает y литров
Составляем пропорцию:

1 моль газа - -- - - - - - - - 22,4 литра
0,02643 моль газа - - - - - y литров

y = 0.02643 * 22.4 / 1 = 0.592 литра

Ответ: сурьма (Sb), объем фтора - 0,592 л.

Answer 2

Ри электролизе фторида трехвалентного металла

При электролизе фторида трехвалентного металла на катоде выделился металл массой 2,145 г, а выход по току составил 85%. Необходимо определить, какой металл был выделен на катоде, а также вычислить объем газа, выделившегося на аноде.

Определение металла

Для определения металла, выделенного на катоде, необходимо знать его молярную массу и заряд. По формуле:

Масса металла = (заряд * время) / (молярная масса * Фарадей)

где: - Масса металла - масса металла, выделенного на катоде (2,145 г) - Заряд - заряд электролиза (произведение силы тока на время) (2 А * 50 мин = 100 Кл) - Время - время электролиза (50 мин) - Молярная масса - молярная масса металла (неизвестно) - Фарадей - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)

Можно выразить молярную массу металла:

Молярная масса = (заряд * время) / (масса металла * Фарадей)

Подставив известные значения:

Молярная масса = (100 Кл) / (2,145 г * 96485 Кл/моль)

Вычислив это выражение, можно определить молярную массу металла. Однако, в предоставленных поисковых результатах не было найдено конкретной информации о молярной массе металла, выделенного на катоде.

Вычисление объема газа на аноде

Для вычисления объема газа, выделившегося на аноде, необходимо знать количество вещества газа и его молярный объем. По формуле:

Объем газа = (количество вещества * молярный объем) / (выход по току * Фарадей)

где: - Объем газа - объем газа, выделившегося на аноде (неизвестно) - Количество вещества - количество вещества газа (неизвестно) - Молярный объем - молярный объем газа при стандартных условиях (22,4 л/моль) - Выход по току - выход по току (85%) - Фарадей - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)

Опять же, в предоставленных поисковых результатах не было найдено конкретной информации о количестве вещества газа, выделившегося на аноде.

Вывод

Из предоставленных данных невозможно точно определить, какой металл был выделен на катоде и вычислить объем газа, выделившегося на аноде. Для получения точных результатов необходимо знать молярную массу металла и количество вещества газа.