Verified answer

Дано:

Ca(NO₃)₂ (раствор)

t = 20 мин. = 1200 сек

I = 2 А

η = 100%

----------------------------------------

Найти:

m(H₂) - ?        V(O₂) - ?

Решение:

1) Для начала мы запишем электролиз раствора нитрата кальция (II):

Ca(NO₃)₂ (раствор) → Ca²⁺ + 2NO₃⁻

                                   Катод   Анод

Так как Ca - активный металл, следовательно мы получаем:

K⁻ : 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻  | 2 |     | 2 | - восстановитель

                                                   |     | 4 |    |

A⁺ : 2H₂O - 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺      | 4 |     |  1 | - окислитель

--------------------------------------------------------------------------------------------

4H₂O - 4e⁻ + 2H₂O + 4e⁻ → H₂↑ + 4OH⁻ + O₂↑ + 4H⁺

4H₂O + 2H₂O → H₂↑ + 4OH⁻ + O₂↑ + 4H⁺

6H₂O → H₂↑ + O₂↑ + 4H₂O

2H₂O (элек-з) → H₂↑ + O₂↑

2) Далее находим массу вещества полученного на катоде при помощи 2-го закона Фарадея:

m(H₂) = (M(H₂) × I × t)/(n × F) × η = (2 гр/моль × 2 А × 1200 сек) / (2 × 96500 Кл/моль) × 100% = (2 гр/моль × 2 Кл/сек × 1200 сек) / (96500 Кл/моль) × 1 = (2 гр/моль × 2400 Кл) / (96500 Кл/моль) × 1 ≈ 2 гр/моль × 0,025 моль × 1 ≈ 0,05 гр

3)  Теперь находим объем газа выделившегося на аноде, используя также 2-ой закона Фарадея:

V(O₂) = (Vm(O₂) × I × t) / (n × F) × η = (22,4 л/моль × 2 А × 1200 сек) / (4 × 96500 Кл/моль) × 100% = (5,6 л/моль × 2 Кл/сек × 1200 сек) / (96500 Кл/моль) × 1 = (5,6 л/моль × 2400 Кл) / (96500 Кл/моль) × 1 ≈ 5,6 л/моль × 0,025 моль × 1 ≈ 0,14 л

4) При замене инертного анода на кадмиевый на катоде будет выделяться кадмий и водород, на аноде - кислород, анод в процессе электролиза будет растворяться.

Ответ: m(H₂) = 0,05 гр      V(O₂) = 0,14 л

Решено от : [tex]DK954[/tex]