Question

В результате электролиза, который длился 1 ч при силе тока 2,5 А. на катоде выделилось 3 г некоторого металла. Какой это металл?

Answer 1

Ответ:

допустим Мы не имеем под рукой таблицу электрохимических эквивалентов и поэтому пойдем более сложным путем

Объяснение:

при токе I за время t через раствор прошел заряд q = I*t при этом могло выделиться на электроде q/e = I*t/e молекул одновалентного металла или N= I*t/(e*b) молекул металла с валентностью b.

v=N/Na - количество вещества в молях

v=I*t/(e*b*Na)

Mr=M/v - узнаем молярную массу выделившегося металла и go к таблице Менделеева

Mr=M/v=M*e*b*Na/(I*t)=M*e*Na/(I*t) *b = M0 * b

мы до сих пор не знаем валентность и потому вычислим M0

молярная масса Mr - кратна M0

M0 = M*e*Na/(I*t) = 0,003*1,6e-19*6,022e23/(2,5*3600) кг = 0,03212 кг = 32,12 г

при валентности b = 1 нам бы подошел металл с Mr = 1*32,12 гр ~ 32 гр но с такой молярной массой у нас неметалл - сера - не подходит

при валентности b = 2 нам бы подошел металл с Mr = 2*32,12 гр ~ 64,24 гр близки по молярной массе Cu и Zn . и медь и цинк могут быть двухвалентными

при валентности b = 3 нам бы подошел металл с Mr = 3*32,12 гр ~ 96 гр близки по молярной массе Mo и Tc . молибден и технеций не могут иметь степень окисления 3 и значит не подходят

остаются Медь и Цинк

учитывая возможное наличие примесей и КПД не равное 100% логично допустить что это все-таки Цинк - вещество с немного большей молярной массой чем вычислено.

Вы можете утверждать что точность эксперимента допускает ошибку измерения  и поэтому это может быть и Медь.

тогда умножте электрохимический эквивалент меди на время и ток и получите что возможный массовый выход меньше чем 3 гр

мой ответ - цинк

Answer 2

Для определения металла, который выделился на катоде в результате электролиза, нужно знать значение молярной массы этого металла и использовать закон Фарадея. Закон Фарадея гласит, что количество вещества, выделившегося на катоде или аноде в результате электролиза, пропорционально количеству прошедших через электролит заряда. Можем воспользоваться формулой:

Масса металла = (Заряд * Молярная масса металла) / (Заряд на моль электронов)

Для вычисления количества заряда, протекшего через электролит, можно воспользоваться формулой:

Заряд = Ток * Время

где ток (I) равен 2,5 А, а время (t) равно 1 часу, что составляет 3600 секунд (1 час = 60 мин * 60 секунд).

Теперь нам нужно знать заряд на моль электронов, который составляет приблизительно 96 485 Кл/моль.

Таким образом:

Заряд = 2,5 А * 3600 секунд = 9 000 Кл

Теперь, используя формулу для массы металла, получим:

Масса металла = (9 000 Кл * Молярная масса металла) / 96 485 Кл/моль

Теперь нам необходимо знать молярную массу металла. Так как у нас нет информации о химическом элементе, выделенном на катоде, невозможно точно определить, какой это металл. Но мы можем предположить, что 3 г металла, выделенные в результате электролиза, могут соответствовать нескольким металлам с различными молярными массами.