Химия
8 класс
Вопрос
При прохождении постоянного тока через два последовательно соединенных электролизера в течение 40 мин выделяется 0,3264 г серебра.
а. Вычислите объем хлора (при температуре 20∘C и давлении 750 мм рт. ст.), который выделится за 90 мин при том же токе в процессе электролиза концентрированного раствора NaCl, если известно, что свободный хлор выделяется количественно.
б. Какие химические процессы происходят на электродах в обоих электролизерах?
в. Как долго следует пропускать ток той же силы, чтобы на катоде выделилось 0,7392 г свинца?
Ответ
Ag++e=Ag.
В результате электролиза было получено 0,3264 г, или 0,3264:108=0,003 г-экв, серебра. По закону Фарадея через электролизер при этом за 40 мин (т. е. за 2400 с) прошло 0,003⋅96500=289,5 Кл, и сила тока I=289,5:2400=0,121А.
2Cl−−2e=Cl2.
Ток такой силы в течение 90 мин = 5400 с выделит на аноде при электролизе раствора NaCl
n=0,121⋅540096500=0,00677 г-экв, или 0,003385 моля, Cl2.
Полученный хлор будет иметь массу 71⋅0,003385=0,24 г и занимать при 20∘C и 750 мм рт. ст. (т. е. 750:760=0,987 атм) объем
V=nRTp=0,03385⋅0,082⋅2930,987=0,0824л=82,4млCl2.
Pb2++2e=Pb.
0,7392 г свинца соответствуют 0,7392:103,6=0,007135 г-экв свинца (Э−207,2:2=103,6), на их электрохимическое осаждение потребуются 0,007135⋅96500=688,5 Кл, которые при силе тока 0,121 А пройдут через раствор за
t=qI=688,50,121=5690с=1,58 ч (1 ч 34 мин 50 с).
(Задача может быть решена и с использованием электрохимических эквивалентов.)