Химия КР (Вариант - 14) ФЗО / КР2 (19,22,54,94,106,127,154) / 106

Задача 106

Составьте схему электролиза 1 М раствора CuSO4 (pH = 5) на графитовых электродах, уравнения электродных реакций, суммарное уравнение электролиза. Определите выход по току (Вт), если при прохождении количества электричества, равного 26,8 А·ч, масса катода увеличилась на 30 г. Какой объем газа (н.у.) выделится на аноде?

Дано:

Решение:

Раствор CuSO4

В водном растворе CuSO4 диссоциирует на ионы:

Q = 26,8 А·ч

CuSO4

Cu2+ + SO42–

Δm(kat) = 30 г

Составим схему электролиза:

Вт – ?

K(–)

C

CuSO4; H2O

C

A(+)

Cu2+; H2O

SO42–; H2O

Реакции на катоде K(–):

Реакции на аноде A(+):

Cu2+ + 2e–

Cu

2 H2O – 4e–

O2 + 4 H+

Суммарное уравнение электролиза:

2 Cu2+ + 2 H2O

I, A

2 Cu + O2 + 4 H+

2 CuSO4 + 2 H2O

I, A

2 Cu + O2 + 2 H2SO4

По закону Фарадея:

m(Cu) = Δm(kat) =

Э

· Q · Вт

Вт =

∙

Э∙

Э(Cu) – эквивалентная масса меди;

Э(Cu) =

=

= 32 (г/моль-экв)

F – постоянная Фарадея; F = 96480 Кл

Q = 26,8 (А·ч) = 96480 (А·с)

Вт = ∙ = 0,9375 (93,75%)

∙

Объем кислорода, выделившегося на аноде:

V(O2) =	э	· Q · Вт =	,	· 96480 · 0,9375 = 6,5375 (л)

Ответ: Вт = 0,9375 (93,75%) V(O2) = 6,5375 л