Verified answer

Дано:
NiCl₂ (раствор)

t = 20 мин. = 1200 сек

I = 2 А

η = 100%

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

Найти:

m(Ni) - ?        V(Cl₂) - ?

Решение:

1) Для начала мы запишем электролиз раствора хлорида никеля (II):

NiCl₂(раствор) → Ni²⁺ + 2Cl⁻

                         Катод   Анод

K⁻ : Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni⁰                   | 2 |    |    |   |

      2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻ | 2 | 4 |    | 1 | - окислитель              

                                                  |     |    | 4 |   |

A⁺ : 2Cl⁻ - 2e⁻ → Cl₂⁰↑                | 2 |    | 2 |   | - восстановитель

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

Ni²⁺ + 2e⁻ + 2H₂O + 2e⁻ + 4Cl⁻ - 4e⁻ → Ni⁰ + H₂↑ + 2OH⁻ + 2Cl₂⁰

Ni²⁺ + 2H₂O + 4e⁻ + 4Cl⁻ - 4e⁻ → Ni⁰ + H₂↑ + 2OH⁻ + 2Cl₂⁰

Ni²⁺ + 2H₂O + 4Cl⁻ → Ni⁰ + H₂↑ + 2OH⁻ + 2Cl₂⁰

NiCl₂ + 2H₂O + 2Cl⁻ → Ni⁰ + H₂↑ + 2OH⁻ + 2Cl₂⁰

NiCl₂ + 2H₂O + 2Cl⁻ + Ni²⁺ → Ni⁰ + H₂↑ + 2OH⁻ + Ni²⁺ + 2Cl₂⁰

NiCl₂ + 2H₂O + NiCl₂ → Ni↓ + H₂↑ + Ni(OH)₂ + 2Cl₂↑

2NiCl₂(раствор) + 2H₂O (эл. ток.) → Ni↓ + H₂↑ + Ni(OH)₂ + 2Cl₂↑

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

m(Ni) = (M(Ni) × I × t)/(n × F) × η = (59 гр/моль × 2 А × 1200 сек) / (2 × 96500 Кл/моль) × 100% = (29,5 гр/моль × 2 Кл/сек × 1200 сек) / (96500 Кл/моль) × 1 = (29,5 гр/моль × 2400 Кл) / (96500 Кл/моль) × 1 ≈ 29,5 гр/моль × 0,025 моль × 1 ≈ 0,74 гр

3) Теперь находим объем газа выделившегося на аноде:

V(Cl₂) = (Vm(Cl₂) × I × t) / (n × F) × η = (22,4 л/моль × 2 А × 1200 сек) / (2 × 96500 Кл/моль) × 100% = (11,2 л/моль × 2 Кл/сек × 1200 сек) / (96500 Кл/моль) × 1 = (11,2 л/моль × 2400 Кл) / (96500 Кл/моль) × 1 ≈ 11,2 л/моль × 0,025 моль × 1 ≈ 0,28 л

4) Вещество будет выделяться на электродах при замене инертного анода на металлический - это никель, так как на катоде будет восстанавливаться никелем, анод будет растворяться:

A⁺ : Ni⁰ - 2e⁻ → Ni²⁺

Ответ: m(Ni) = 0,74 гр ; V(Cl₂) = 0,28 л

Решено от : [tex]DK954[/tex]