Медь выделяется из раствора cuso4 при напряжении 10 найти энергию

Из раствора сульфата меди(CuSO4) необходимо выделить 10,0 г меди. Какое количество электричества и сколько времени для этого потребуется, если электролиз проводить при силе тока 10,0 А?

Готовое решение: Заказ №8398

Тип работы: Задача

Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)

Предмет: Химия

Дата выполнения: 31.08.2020

Цена: 209 руб.

Чтобы получить решение , напишите мне в WhatsApp , оплатите, и я Вам вышлю файлы.

Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным , не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу , я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!

Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:

Из раствора сульфата меди(CuSO₄) необходимо выделить10,0 г меди. Какое количество электричества и сколько времени для этого потребуется, если электролиз проводить при силе тока10,0 А?

Решение :

Запишем схему электролиза:

На аноде: 2 H ₂ O – 4 e = O ₂ + 4 H +

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Источник

Определение заряда электрона

Зная постоянную Авогадро N_A и постоянную Фарадея F, можно найти модуль заряда одновалентного иона, т. е. заряд электрона:

Кл.

Любой двухвалентный ион переносит заряд в два раза боль­ший, трехвалентный – в три раза больший и т. д. Но никогда не бывает, чтобы один ион переносил заряд, содержащий дробную часть заряда одновалентного иона.

Этот вывод, полученный из закона Фарадея, впервые в ис­тории физики привел к мысли о том, что заряд одновалентно­го иона (е = = 1,6×10 –19 Кл) представляет собой наименьший (элементарный) заряд, существующий в природе. Лю­бой электрический заряд состоит из целого числа элементар­ных зарядов.

Вывод о существовании в природе элементарного электрического заряда был сделан Гельмгольцем в 1881 г., когда в науке еще не существовало представления об электроне. Значение элементарного заряда, вычисленное на основании закона электролиза, совпадает со значением за­ряда электрона, которое в дальнейшем было получено при ис­следовании других явлений.

Задача 22.2. Никелирование металлического изделия с поверхностью S = 120 см 2 продолжалось t = 5,0 ч при силе тока I = 0,30 А. Определить толщину h слоя никеля. Атомная масса никеля А = = 58,7; валентность никеля п = 2; плотность r = 8800 кг/м 3 .

S = 120 см 2 = 0,0120 м 2 t = 5,0 ч = 1,8×10 4 с I = 0,30 А А = 58,7 п = 2 r = 8800 кг/м 3	Решение. Заметим, что если А = 58,7, то молярная масса m = 0,0587 кг/моль. Согласно формуле (22.6) . (1) С другой стороны, масса никеля т = rhS. (2)
h = ?

16 мкм.

Ответ: 16 мкм.

СТОП! Решите самостоятельно: А6–А10, В9–В11, С2, С3.

Задача 22.3.При электролизе подкисленной воды через ванну прошел заряд q = 2500 Кл. Выделившийся кислород находится в объеме V = 0,50 л под давлением р = 101 кПа. Какова его абсолютная температура Т?

q = 2500 Кл V = 0,50 л = 5,0×10 –4 м 3 р = 101 кПа = 101×10 3 Па	Решение. Заметим, что если молярная масса иона кислорода О –2 m0, то молярная масса молекулы кислородаО2 – 2m0. Масса кислорода, выделившегося на аноде, определяется по формуле
Т = ?

(1)

где п = 2. С другой стороны, для образовавшегося молекулярного кислорода О₂ справедливо уравнение Менделеева–Клайперона:

. (2)

К.

Ответ: К.

СТОП! Решите самостоятельно: В12, С4, С5.

Задача 22.4. Медь выделяют из раствора CuSO₄ при напряжении 10 В. Найти расход электроэнергии на 1 кг меди (без учета потерь). Электрохимический эквивалент меди 3,3×10 –7 кг/Кл.

U = 10 В k = 3,3×10 –7 кг/Кл	Решение. С одной стороны, согласно закону Фарадея m = kIt. (1) С другой стороны, по закону Джоуля–Ленца
Wm = W/m = ?

.

Дж/кг.

Ответ: Дж/кг.

Читатель: Получается, чем меньше напряжение, тем меньше и затраты энергии на получение 1 кг меди!

Автор: Да! Но чем меньше U, тем меньше ток, а значит, тем больше времени уйдет на этот процесс. А за большее время потери энергии в различных участках цепи тоже возрастут. Поэтому доводить напряжение до нуля все-таки не стоит.

СТОП! Решите самостоятельно: А12, В13–В14, С6.

Дата добавления: 2016-04-11 ; просмотров: 9066 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Электролиз. Законы Фарадея

Дополнительно по теме

3 Постоянный электрический ток

Электролиз. Законы Фарадея

1 Найти электрохимический эквивалент натрия. Молярная масса натрия m = 0,023 кг/моль, его валентность z=1. Постоянная Фарадея

2 Цинковый анод массы m = 5 г поставлен в электролитическую ванну, через которую проходит ток I=2 А. Через какое время t анод полностью израсходуется на покрытие металлических изделий? Электрохимический эквивалент цинка

3 Найти постоянную Фарадея, если при прохож-дении через электролитическую ванну заряда q = 7348 Кл на катоде выделилась масса золота m = 5 г. Химический эквивалент золота А = 0,066 кг/моль.

Согласно объединенному закону Фарадея

4 Найти элементарный электрический заряд е, если масса вещества, численно равная химическому эквиваленту, содержит No=NA/z атомов или молекул.

Ионы в растворе электролита несут на себе число элементарных зарядов, равное валентности z. При выделении массы вещества, численно равной его химическому эквиваленту, через раствор проходит заряд, численно равный постоянной Фарадея, т. е.

Следовательно, элементарный заряд

5 Молярная масса серебра m1 =0,108 кг/моль, его валентность z1 = 1 и электрохимический эквивалент . Найти электрохимический эквивалент золота к2, если молярная масса золота m2 = 0,197 кг/моль, его валентность z2 = 3.

По второму закону Фарадея имеем

отсюда электрохимический эквивалент золота

Электролиз. Законы Фарадея

6 Найти массы веществ, выделившихся за время t=10ч на катодах трех электролитических ванн, вклю-ченных последовательно в сеть постоянного тока. Аноды в ваннах — медный, никелевый и серебряный — опущены соответственно в растворы CuSO4, NiS04 и AgN03. Плотность тока при электролизе j=40 А/м2, площадь катода в каждой ванне S= 500 см . Электрохимические эквиваленты меди, никеля и серебра

Ток в ваннах I=jS. По первому закону Фарадея массы выделившихся при электролизе веществ

7 При никелировании изделий в течение времени t = 2 ч отложился слой никеля толщины l=0,03 мм.

Найти плотность тока при электролизе. Электрохимический эквивалент никеля , его плотность

8 Амперметр, включенный последовательно с электролитической ванной, показывает ток Io=1,5А. Какую поправку надо внести в показание амперметра, если за время t=10мин на катоде отложилась масса меди m= 0,316 г? Электрохимический эквивалент меди .

По первому закону Фарадея m = kIt, где I-ток в цепи; отсюда I=m/kt=1,6 А, т.е. в показание амперметра надо внести поправку

9 Желая проверить правильность показаний вольтметра, его подключили параллельно резистору с известным сопротивлением R= 30 Ом. Последовательно в общую цепь включили электролитическую ванну, в которой ведется электролиз серебра. За время t=5 мин в этой ванне выделилась масса серебра m = 55,6 мг. Вольтметр показывал напряжение Vo = 6 В. Найти разность между показанием вольтметра и точным значением падения напряжения на резисторе. Электрохимический эквивалент серебра .

По первому закону Фарадея m = klt, где I-ток в цепи. Точное значение падения напряжения на сопротивлении V=IR = mR/kt= 4,91 В. Разность между показанием вольтметра и точным значением падения напряжения

10 Для серебрения ложек через раствор соли серебра в течение времени t=5 ч пропускается ток I=1,8 А. Катодом служат n=12 ложек, каждая из которых имеет площадь поверхности S=50 см2. Какой толщины слой серебра отложится на ложках? Молярная масса серебра m = 0,108 кг/моль, его валентность z=1 и плотность .

11 Две электролитические ванны включены последовательно. В первой ванне находится раствор хлористого железа (FeCl2), во второй — раствор хлорного железа (FeCl3). Найти массы выделившегося железа на катодах и хлора на анодах в каждой ванне при прохождении через ванну заряда . Молярные массы железа и хлора .

В первой ванне железо двухвалентно (z1=2), во второй — трехвалентно (z2 = 3). Поэтому при прохождении через растворы одинаковых зарядов выделяются различные массы железа на катодах: в первой ванне

Так как валентность атомов хлора z=1, то на аноде каждой ванны выделяется масса хлора

12 При электролизе раствора серной кислоты (CuSO4) расходуется мощность N=37 Вт. Найти со-противление электролита, если за время t = 50 мин выделяется масса водорода m = 0,3 г. Молярная масса водорода m = 0,001 кг/моль, его валентность z=1.

13 При электролитическом способе получения никеля на единицу массы расходуется Wm= 10 кВтЧч/кг электроэнергии. Электрохимический эквивалент никеля . При каком напряжении производится электролиз?

14 Найти массу выделившейся меди, если для ее получения электролитическим способом затрачено W= 5 кВтЧч электроэнергии. Электролиз проводится при напряжении V=10 В, к.п.д. установки h=75%. Электрохимический эквивалент меди .

где q-заряд, прошедший через ванну. Масса выделившейся меди m=kq; отсюда

15 Какой заряд проходит через раствор серной кислоты (CuSO4) за время t=10с, если ток за это время равномерно возрастает от I1=0 до I2 = 4А? Какая масса меди выделяется при этом на катоде? Электрохимический эквивалент меди .

Средний ток

Заряд, протекший через раствор,

Нахождение заряда графическим путем показано на рис. 369. На графике зависимости тока от времени заштрихованная площадь численно равна заряду. Масса меди, выделившейся на катоде,

16 При рафинировании меди с помощью электролиза к последовательно включенным электролитическим ваннам, имеющим общее сопротивление R = 0,5 Ом, подведено напряжение V=10 В. Найти массу чистой меди, выделившейся на катодах ванны за время t=10ч. Э.д.с. поляризации e= 6 В. Электрохимический эквивалент меди .

17 При электролизе воды через электролитическую ванну в течение времени t = 25 мин шел ток I=20 А. Какова температура t выделившегося кислорода, если он находится в объеме V= 1 л под давлением р = 0,2 МПа? Молярная масса воды m=0,018 кг/моль. Электрохимический эквивалент кислорода .

где R= 8,31 Дж/(молъ К)-газовая постоянная.

18 При электролитическом способе получения алюминия на единицу массы расходуется W1m = 50 кВтЧч/кг электроэнергии. Электролиз проводится при напряжении V1 = 16,2 В. Каким будет расход электроэнергии W2m на единицу массы при напряжении V2 = 8,1 В?

Источник