Question

Электролиз раствора сульфата цинка проводили с нерастворимым анодом в течении 6,7 часов, в результате чего выделился кислород объемом 5,6 л, измеренный при н. у.. Вычислите ток и массу осажденного цинка при выходе его по току 70%. Приведите схему электролиза.

Answer 1

ZnSO4+2H2O=Zn+H2+O2+H2SO4

n(O2)=5,6:22,4=0,25;n(Zn)=0,25;m(Zn)теор.=0,25*65=16,25;m(Zn)практ.=16,25*0,7=11,375;

            1

 

Mэ(Zn)=65:2=32,5;

 

J=(11,375*96500):(32,5*24120)=1,4

 

                Ответ:1,4 А;13,75г

Answer 2

Электролиз раствора сульфата цинка с нерастворимым анодом проходит по следующей схеме:

На катоде: Zn2+ + 2e- -> Zn На аноде: 2H2O -> O2 + 4H+ + 4e-

Из уравнений видно, что для осаждения 1 моль цинка требуется 2 моля электронов. Поэтому, если мы знаем объем выделившегося кислорода, мы можем вычислить количество электронов, а затем и ток.

1 моль газов при нормальных условиях (н.у.) занимает 22,4 литра. Значит, мы имеем 5,6 литров кислорода, что составляет 5,6/22,4 ≈ 0,25 моль газа.

Учитывая уравнение реакции на аноде, мы знаем, что на каждые 4 электрона выделяется 1 моль кислорода. Значит, мы имеем 0,25/4 ≈ 0,0625 моль электронов.

Длительность электролиза равняется 6,7 часов, что составляет 6,7*60*60 = 24 120 секунд.

Ток (I) вычисляется как количество электронов (q) деленное на время (t), то есть I = q/t.

Таким образом, ток (I) = 0,0625 моль / 24 120 секунд ≈ 2,58*10^(-6) моль/с.

Теперь мы можем вычислить массу осажденного цинка, зная ток и выход цинка по току.

Молярная масса цинка (Zn) равна 65,38 г/моль.

Выход цинка по току (yield) составляет 70%, что означает, что из 100% электронов, протекающих через раствор, только 70% используется для осаждения цинка, а 30% реагирует на аноде.

Поэтому, масса осажденного цинка (m) равняется току (I), умноженному на время (t), умноженному на молярную массу цинка (M), умноженную на выход цинка по току (yield). Итак, m = I * t * M * yield.

Рассчитаем массу осажденного цинка:

m = (2,58*10^(-6) моль/с) * 24 120 секунд * 65,38 г/моль * 0,7 ≈ 0,192 грамма.

Итак, ток составляет примерно 2,58*10^(-6) моль/с, а масса осажденного цинка при выходе по току 70% равна примерно 0,192 г.