Question

При электролизе раствора нитрата никеля на аноде выделилось 1120 мл кислорода, измеренного при нормальных условиях. Сколько граммов никеля выделилось на катоде, если выход по току равен 70%? Запишите суммарный процесс электролиза

Answer 1

Уравнение электролиза раствора нитрата никеля (II):
Ni(NO3)2 + 2H2O —(ϟ)→ Ni + 2HNO3 + H2↑ + O2↑
Находим количество вещества кислорода:
ν(О2) = V(O2) : Vm = 1,12 л : 22,4 л/моль = 0,05 моль.
Количество вещества никеля с учетом выхода по току равно
ν(Ni) = ω × ν(O2) = 0,7 × 0,05 моль = 0,035 моль.
Находим массу никеля:
m(Ni) = ν(Ni) × M(Ni) = 0,035 моль × 58,7 г/моль = 2,0545 г.

Answer 2

Суммарный процесс электролиза раствора нитрата никеля можно записать следующим образом:

На аноде: 2NO3- -> 2NO2 + O2 + 4e-

На катоде: 4H+ + 4e- -> 2H2

Согласно заданию, при электролизе выделилось 1120 мл кислорода, измеренного при нормальных условиях. Так как объём газа пропорционален количеству вещества газа, то можно сказать, что при электролизе выделилось 1120 мл/22,4 л/моль = 50 моль кислорода.

Так как на аноде каждые 4 электрона выделяют 1 моль кислорода, то на аноде выделилось 50 моль * 4 электрона/моль = 200 моль электронов.

Так как выход по току равен 70%, то на катоде прошло 70% * 200 моль = 140 моль электронов.

Так как на катоде каждые 4 электрона соответствуют 1 моли вещества, то на катоде выделилось 140 моль / 4 электрона/моль = 35 моль никеля.

Молярная масса никеля равна 58,69 г/моль, поэтому масса никеля, выделившегося на катоде, равна 35 моль * 58,69 г/моль = 2054,15 г.

Таким образом, на катоде выделилось 2054,15 г никеля.