273. Составьте схему электролиза расплава и водного раствора Zn(NO3)2 и CaCI2 на инертных электродах. Определите объем газа (258°С, 8 атм.) и массу металла, выделившихся на электродах при электролизе 9 г расплава Zn(NO3)2.
Добрый день! Давайте разберем данный вопрос поэтапно:
1. Составление схемы электролиза расплава Zn(NO3)2 на инертных электродах:
- Анод: Zn(NO3)2 → Zn2+ + 2NO3- + 2е- (окисление)
- Катод: 2H2O + 2е- → H2 + 2OH- (восстановление)
Обратите внимание, что ионы NO3- не участвуют в реакции на катоде, а вода (H2O) присутствует в качестве источника водорода.
2. Составление схемы электролиза водного раствора CaCl2 на инертных электродах:
- Анод: 2Cl- → Cl2 + 2е- (окисление)
- Катод: 2H2O + 2е- → H2 + 2OH- (восстановление)
Ионы Ca2+ в данном случае не участвуют в реакции на электродах.
3. Получение объема газа (258°С, 8 атм.) и массы металла, выделившегося на электродах при электролизе 9 г расплава Zn(NO3)2:
Для решения этой части задания необходимо воспользоваться законами электролиза и идеальным газовым законом.
- Закон электролиза Фарадея гласит, что количество вещества, которое проходит через электролизер, пропорционально количеству электричества, прошедшему через него, и числу Faraday (F = 96500 Кл/моль). Количество электричества (Q) можно найти, используя уравнение Q = I * t, где I - сила электрического тока, а t - время электролиза.
- Для определения объема газа используется идеальный газовый закон: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 атм·л/моль·К), T - температура в кельвинах. Количество вещества (n) можно найти, используя соотношение n = m/M, где m - масса вещества, а M - молярная масса.
Теперь приступим к расчетам:
1) Определяем количество электричества (Q) с помощью уравнения Q = I * t. Допустим, время электролиза (t) составляет 1 час (3600 секунд).
2) Определяем количество вещества Zn(NO3)2, которое прошло через электролизер, по закону электролиза Фарадея:
- n = Q / F
3) Определяем массу металла (Zn), выделившегося на электроде с помощью уравнения n = m / M, где M - молярная масса Zn.
4) Рассчитываем количество газа (H2), выделившегося на катоде, используя уравнение PV = nRT и подставив известные значения давления (8 атм.), температуры (258 °С = (258 + 273) K), идеальной газовой постоянной (0,0821 атм·л/моль·К) и найденное количество вещества (n) в соответствующую формулу для вещества, в данном случае, H2.
В данном случае важно учесть, что молярная масса CaCl2 и Zn(NO3)2 тоже должна быть учтена в расчетах.
Школьник, если у тебя есть данные по силе электрического тока и времени электролиза, а также указанные массы и температура, можно выполнить расчеты согласно описанной выше схеме и формулам.
1. Составление схемы электролиза расплава Zn(NO3)2 на инертных электродах:
- Анод: Zn(NO3)2 → Zn2+ + 2NO3- + 2е- (окисление)
- Катод: 2H2O + 2е- → H2 + 2OH- (восстановление)
Обратите внимание, что ионы NO3- не участвуют в реакции на катоде, а вода (H2O) присутствует в качестве источника водорода.
2. Составление схемы электролиза водного раствора CaCl2 на инертных электродах:
- Анод: 2Cl- → Cl2 + 2е- (окисление)
- Катод: 2H2O + 2е- → H2 + 2OH- (восстановление)
Ионы Ca2+ в данном случае не участвуют в реакции на электродах.
3. Получение объема газа (258°С, 8 атм.) и массы металла, выделившегося на электродах при электролизе 9 г расплава Zn(NO3)2:
Для решения этой части задания необходимо воспользоваться законами электролиза и идеальным газовым законом.
- Закон электролиза Фарадея гласит, что количество вещества, которое проходит через электролизер, пропорционально количеству электричества, прошедшему через него, и числу Faraday (F = 96500 Кл/моль). Количество электричества (Q) можно найти, используя уравнение Q = I * t, где I - сила электрического тока, а t - время электролиза.
- Для определения объема газа используется идеальный газовый закон: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 атм·л/моль·К), T - температура в кельвинах. Количество вещества (n) можно найти, используя соотношение n = m/M, где m - масса вещества, а M - молярная масса.
Теперь приступим к расчетам:
1) Определяем количество электричества (Q) с помощью уравнения Q = I * t. Допустим, время электролиза (t) составляет 1 час (3600 секунд).
2) Определяем количество вещества Zn(NO3)2, которое прошло через электролизер, по закону электролиза Фарадея:
- n = Q / F
3) Определяем массу металла (Zn), выделившегося на электроде с помощью уравнения n = m / M, где M - молярная масса Zn.
4) Рассчитываем количество газа (H2), выделившегося на катоде, используя уравнение PV = nRT и подставив известные значения давления (8 атм.), температуры (258 °С = (258 + 273) K), идеальной газовой постоянной (0,0821 атм·л/моль·К) и найденное количество вещества (n) в соответствующую формулу для вещества, в данном случае, H2.
В данном случае важно учесть, что молярная масса CaCl2 и Zn(NO3)2 тоже должна быть учтена в расчетах.
Школьник, если у тебя есть данные по силе электрического тока и времени электролиза, а также указанные массы и температура, можно выполнить расчеты согласно описанной выше схеме и формулам.