Примеры решения задач

Пример 1. При рафинировании меди ток силой в 50 А выделил - за 5 ч чистую медь массой 281 г. Какому выходу по току это соответствует?

Решение. По законам Фарадея можно рассчитать теоретическое значение массы выделившейся меди:

г

Выход по току находим по формуле:

.

Пример 2. Через раствор, содержащий ионы Pb²⁺, в течение 5 мин. пропускался ток постоянной силы. За это время масса катода увеличилась на 1,24 г. Какова сила тока, который был использован для электролиза?

Решение. Поскольку нет дополнительных сведений, считаем выход по току 100%-ным. Тогда для расчета силы тока можно воспользоваться законом Фарадея:

, отсюда .

Пример 3. Ток последовательно проходит через два электролизера, в которых содержатся водные растворы: а) NiSO₄; б) FeCl₂. Какие количества металлов выделятся на катодах, если известно, что у анода второго электролизера выделилось 1,4 л хлора?

Решение. Воспользуемся законом эквивалентов для расчета массы железа, выделившегося на катоде второго электролизера:

. Переведем объем хлора в массу: .

Аналогично вычислим массу никеля, выделившегося на катоде первого электролизера:

Контрольные задания

261. При электролизе соли трехвалентного металла ток силой в 1,5 А в течение 2 часов выделил на катоде 2,09 г металла. Определите, какой это металл. Напишите уравнения катодного и анодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза водного раствора ZnSO₄ с платиновым и цинковым анодами.

Ответ: железо

262. На электролиз водного раствора Na₂SO₄ израсходовано 10500 Кл электричества. Вычислите массу выделяющихся на угольных электродах веществ. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза.

Ответ:0,11 г и 0,87 г

263. При рафинировании меди током 1,5 А за 1,5 часа выделяется 2,5 г меди. Рассчитайте выход по току. Напишите уравнения катодного и анодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза водного раствора Pb(NO₃)₂ : а) с угольным анодом; б) со свинцовым анодом.

Ответ: 93%

264. Вычислите время, в течение которого должен быть пропущен ток в 1 А через раствор цинковой соли, чтобы покрыть пластину никелем массой 20 г. Выход по току 85%. Одинаковы ли продукты электролиза водного раствора BaCl₂: а) с платиновым анодом; б) с цинковым анодом? Ответ подтвердите соответствующими уравнениями реакций.

Ответ:21 час

265. Электрический ток силой 2 А пропускали в течение 1 ч 30 мин через водный раствор KI. Какие вещества и в каком количестве выделятся за это время на угольных электродах? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза.

Ответ:0,11 г и 14,2 г

266. Какие вещества и в каком количестве выделятся на угольных электродах при электролизе раствора NaCl течение 1ч 45 мин при силе тока 10 А? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза.

Ответ: 0,65 г и 23,2 г

267. Как изменится за 1ч 20 мин масса цинкового анода при электролизе раствора Na₃PO₄ при силе тока 2,5 А? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза: а) с цинковым анодом; б) с угольным анодом.

Ответ:4 г

268. Ток силой 2 А в течение 30 мин выделил 3,5 г свинца из раствора Pb(NO₃)₂. Вычислите выход по току. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза водного раствора и расплава.

Ответ: 91%

269. Какие вещества и в каких количествах образуются при электролизе расплава 117 г NaCl? Сколько времени будет длиться электролиз, если сила тока равна 2,5 А? Одинаковы ли продукты электролиза водного раствора NaCl: а) с угольным анодом; б) с кадмиевым анодом? Ответ подтвердите соответствующими уравнениями реакций.

Ответ: 21 час; 46 г и 71 г

270. Найдите объем водорода, который выделится при пропускании тока силой в 2 А в течение 1,5 ч через водный раствор серной кислоты. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза водного раствора и расплава Na₂SО₄ с инертным анодом.

Ответ: 1,25 л

271. Сколько времени потребуется на электролиз раствора KCl при силе тока 1,5 А, чтобы выделить хлор объемом 11,2 л (н.у.), если выход по току составляет 85%? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза.

Ответ: 21 час

272. При электролизе одного из соединений олова ток силой в 5А за 10 мин выделил на электродах металл массой 0,9 г. Чему равна валентность олова в этом соединении. Какие продукты могут быть получены при электролизе раствора K₂SO₄, если анодное и катодное пространства а) разделены пористой перегородкой; б) не разделены и раствор перемешивается?

Ответ: 4

273. Сколько времени потребуется, чтобы нанести слой цинка массой 3,25 г, если сила тока 5,8 А, выход по току 83%? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза раствора NaBr: а) если анод графитовый; б) если анод цинковый.

Ответ: 0,56 час

274. Какой силы ток следует пропустить через раствор в течение 1 час 35мин 15 сек, чтобы на катоде выделилось 1,2 л водорода? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза раствора К₂S: а) если анод угольный, б) если анод кадмиевый.

Ответ: 1,8 А

275. Ток последовательно проходит через два электролизера, в которых содержатся водные растворы: а) CoSO₄; б) SnCl₂. Какие количества металлов выделятся на катодах, если известно, что у анода второго электролизера выделилось 1,5 л хлора? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза раствора KF: а) если анод графитовый; б) если анод cвинцовый.

Ответ:8 г; 3,9 г

276. Вычислите силу тока, зная, что при электролизе раствора NaОН в течение 1 ч 20 мин 10 сек на аноде выделилось 3,88 л кислорода. Какое вещество и в каком количестве выделяется на катоде? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза.

Ответ: 13,9 А; 7,76 л

277. При пропускании тока в течение 10 минут через раствор серной кислоты выделяется 0,06 л гремучего газа (1 часть кислорода и 2 части водорода), измеренного при н.у. Какова сила тока? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза раствора NaI: а) если анод графитовый; б) если анод марганцевый.

Ответ: 0,6 А

278. При какой силе тока можно получить на катоде 0,75 г кобальта, подвергая электролизу раствор СоSO₄ в течение 35 мин? Какова масса вещества, выделившегося на аноде? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза раствора KB₂О и расплава KOH с инертными электродами.

Ответ: 1,2 А; 0,15 г

279. Амперметр, включенный последовательно с электролизером с раствором AgNO₃, показывает силу тока 0,9 А. Верен ли амперметр, если за 15 мин выделилось 500 мг серебра? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза раствора и расплава ZnI₂ с инертным анодом.

Ответ: верен

280. Вычислите массы веществ, образующихся в прикатодном и прианодном пространстве, при электролизе раствора K₃PO₄ в течение 0,25 ч и силе тока 0,5 А. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза.

Ответ: 0,25 г и 0,44 г