При электролизе раствора хлорида меди (II) на катоде выделилось 12,8 г металла. Определите, какой газ и в каком объеме выделится на аноде, если выход продуктов составляет 90%
Добрый день! Отлично, я готов выступить в роли вашего школьного учителя и помочь вам решить эту задачу.
Итак, у нас есть раствор хлорида меди (II), и при электролизе на катоде выделилось 12,8 г меди. Нам нужно определить, какой газ и в каком объеме выделится на аноде.
Для начала, вспомним, что происходит при электролизе. При электролизе электрический ток протекает через раствор, что приводит к разложению веществ на электроде. В данном случае на катоде происходит реакция восстановления, а на аноде - окисления.
Из задачи известно, что выход продуктов составляет 90%. Это означает, что 90% от всего полученного продукта принадлежит к меди, а остальные 10% - к газу, который выделяется на аноде.
Теперь давайте рассчитаем количество меди, полученной на катоде. Молярная масса меди (Cu) равна 63,55 г/моль. Чтобы найти количество вещества меди (N), мы разделим массу меди на ее молярную массу и поделим полученное значение на 90% (так как у нас известно, что выход составляет 90%):
N = 12,8 г / (63,55 г/моль) / (90/100) = 0,21 моль меди.
Теперь мы знаем количество меди, которая образуется при электролизе. Меди может образоваться только в результате реакции восстановления, поэтому на аноде будет происходить реакция окисления.
Медь окисляется в ион меди со знаком +2 при потере двух электронов:
Cu -> Cu2+ + 2e-
Так как один моль меди образуется при потере двух электронов, в нашем случае потеряется:
2 * 0,21 моль = 0,42 моль электронов.
Теперь нам нужно определить, какой газ образуется при потере электронов на аноде. Мы знаем, что на аноде происходит окисление хлорида. Хлоридные ионы (Cl-) окисляются до молекулярного состояния хлора (Cl2):
2Cl- -> Cl2 + 2e-
Таким образом, каждые два электрона приводят к образованию одной молекулы хлора. Так как у нас потеряно 0,42 моль электронов, мы можем сказать,
что будет образовано:
0,42 моль / 2 = 0,21 моль Cl2 (клора).
Теперь, чтобы определить объем газа, который образуется, нам понадобится узнать, что каждая моль газа занимает примерно 22,4 л при нормальных условиях (0°C и 1 атм).
Таким образом, наш ответ будет:
Газ, который выделится на аноде, - хлор (Cl2).
Объем газа будет равен:
0,21 моль * 22,4 л/моль = 4,7 л (округляем до одного знака после запятой).
Итак, в результате электролиза раствора хлорида меди (II) на аноде выделится около 4,7 л газа хлора.
Надеюсь, мой ответ был понятен и полезен для вас. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!
Итак, у нас есть раствор хлорида меди (II), и при электролизе на катоде выделилось 12,8 г меди. Нам нужно определить, какой газ и в каком объеме выделится на аноде.
Для начала, вспомним, что происходит при электролизе. При электролизе электрический ток протекает через раствор, что приводит к разложению веществ на электроде. В данном случае на катоде происходит реакция восстановления, а на аноде - окисления.
Из задачи известно, что выход продуктов составляет 90%. Это означает, что 90% от всего полученного продукта принадлежит к меди, а остальные 10% - к газу, который выделяется на аноде.
Теперь давайте рассчитаем количество меди, полученной на катоде. Молярная масса меди (Cu) равна 63,55 г/моль. Чтобы найти количество вещества меди (N), мы разделим массу меди на ее молярную массу и поделим полученное значение на 90% (так как у нас известно, что выход составляет 90%):
N = 12,8 г / (63,55 г/моль) / (90/100) = 0,21 моль меди.
Теперь мы знаем количество меди, которая образуется при электролизе. Меди может образоваться только в результате реакции восстановления, поэтому на аноде будет происходить реакция окисления.
Медь окисляется в ион меди со знаком +2 при потере двух электронов:
Cu -> Cu2+ + 2e-
Так как один моль меди образуется при потере двух электронов, в нашем случае потеряется:
2 * 0,21 моль = 0,42 моль электронов.
Теперь нам нужно определить, какой газ образуется при потере электронов на аноде. Мы знаем, что на аноде происходит окисление хлорида. Хлоридные ионы (Cl-) окисляются до молекулярного состояния хлора (Cl2):
2Cl- -> Cl2 + 2e-
Таким образом, каждые два электрона приводят к образованию одной молекулы хлора. Так как у нас потеряно 0,42 моль электронов, мы можем сказать,
что будет образовано:
0,42 моль / 2 = 0,21 моль Cl2 (клора).
Теперь, чтобы определить объем газа, который образуется, нам понадобится узнать, что каждая моль газа занимает примерно 22,4 л при нормальных условиях (0°C и 1 атм).
Таким образом, наш ответ будет:
Газ, который выделится на аноде, - хлор (Cl2).
Объем газа будет равен:
0,21 моль * 22,4 л/моль = 4,7 л (округляем до одного знака после запятой).
Итак, в результате электролиза раствора хлорида меди (II) на аноде выделится около 4,7 л газа хлора.
Надеюсь, мой ответ был понятен и полезен для вас. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!