Каково химическое действие электрического тока?

1. Какие свободные носители заряда существуют в электроплитах?
2. Какова математическая запись закона Фарадея?
3. Дополните предложение: Если силу тока увеличить в 2 раза, то количество выделившегося серебра УВЕЛИЧИТСЯ, так как масса вещества ПРЯМО ПРОПОРЦИОНАЛЬНА пройденному заряду.
4. Определите, верно ли утверждение.
5. Если за 8 часов на катоде выделилось 3 г хрома, то сколько хрома выделится за сутки?
6. Какова масса хрома, выделившегося на катоде при электролизе в течение 2 часов, если напряжение составляет 4 В, а сопротивление равно 5 Ом (k хрома = 0,18 ⋅ 10–6 кг/Кл)?
7. В ходе эксперимента по определению электрохимического эквивалента меди ученик пропускал ток, указанный на амперметре, в течение 38 мин. На сколько увеличилась масса катода?
8. В двух отдельных электролитических ваннах одновременно наносят медь и хром с одинаковой силой тока. Какова масса хромового покрытия, если масса медного покрытия равна 53,44 г?
9. На алюминиевом заводе получают алюминий путем электролиза при напряжении 900 В. Каков КПД установки, если он равен 80%?

Физика 11 класс Электролиз и химическое действие электрического тока электрический ток химическое действие закон Фарадея свободные носители заряда электролиз масса выделившегося вещества электрохимический эквивалент Сила тока медное покрытие алюминий электролиз КПД установки Новый

1. Химическое действие электрического тока

Химическое действие электрического тока заключается в том, что ток, проходя через электролит, вызывает химические реакции, приводящие к выделению веществ на электродах. Это действие основано на перемещении ионов в растворе, которые под воздействием электрического поля начинают двигаться к противоположным электродам. На катоде происходит восстановление, а на аноде - окисление.

2. Свободные носители заряда в электроплитах

В электроплитах свободными носителями заряда являются электроны, которые перемещаются по проводникам, и ионы, образующиеся в результате нагрева и взаимодействия с окружающей средой. В зависимости от конструкции плит, это могут быть как металлические проводники, так и ионные проводники в случае использования специфических материалов.

3. Математическая запись закона Фарадея

Закон Фарадея выражается следующим образом:

• m = k * Q

где:

• m - масса выделившегося вещества;
• k - электрохимический эквивалент вещества;
• Q - полный электрический заряд, прошедший через электролит.

4. Увеличение силы тока и выделение серебра

Утверждение верно. Если силу тока увеличить в 2 раза, то количество выделившегося серебра действительно УВЕЛИЧИТСЯ, так как масса вещества ПРЯМО ПРОПОРЦИОНАЛЬНА пройденному заряду. Это означает, что при постоянном электрохимическом эквиваленте увеличение тока приведет к пропорциональному увеличению выделяемого вещества.

5. Выделение хрома за сутки

Если за 8 часов на катоде выделилось 3 г хрома, то за сутки (24 часа) выделится:

• 3 г / 8 ч = 0,375 г/ч;
• 0,375 г/ч * 24 ч = 9 г.

Таким образом, за сутки выделится 9 г хрома.

6. Масса хрома при электролизе

Для определения массы хрома, выделившегося на катоде при электролизе, используем закон Фарадея. Сначала найдем силу тока:

• Сила тока I = U / R = 4 В / 5 Ом = 0,8 А.

Теперь найдем заряд, прошедший через электролит за 2 часа:

• Q = I * t = 0,8 А * (2 ч * 3600 с/ч) = 5760 Кл.

Теперь можем найти массу хрома:

• m = k * Q = 0,18 * 10^(-6) кг/Кл * 5760 Кл = 0,0010368 кг = 1,0368 г.

Таким образом, масса хрома, выделившегося на катоде, составляет 1,0368 г.

7. Увеличение массы катода при электролизе меди

Сначала нужно перевести время в часы:

• 38 мин = 38 / 60 = 0,6333 ч.

Теперь, если известна сила тока, можно рассчитать заряд и затем массу меди, но для этого нам нужно знать силу тока или электрохимический эквивалент меди. Предположим, что сила тока равна I ампер, тогда:

• Q = I * t = I * 0,6333 ч * 3600 с/ч.
• m = k * Q.

Без конкретных данных о силе тока и эквиваленте меди ответить точно невозможно.

8. Масса хромового покрытия

Согласно закону Фарадея, масса выделившихся веществ будет пропорциональна их эквивалентам. Если масса медного покрытия равна 53,44 г, то для хрома, с учетом его эквивалента, можно рассчитать массу следующим образом:

• Масса хрома = (Эквивалент хрома / Эквивалент меди) * Масса меди.

Для хрома эквивалент примерно 52 г/моль, для меди - 63,5 г/моль. Подставив значения, можно найти массу хрома.

9. КПД установки для получения алюминия

КПД установки определяется как отношение полезной работы к затраченной энергии. Если напряжение составляет 900 В, то для расчета КПД нужно знать, сколько энергии затрачивается на процесс. Предположим, что затраченная энергия составляет E, тогда:

• КПД = (Полезная работа / E) * 100%.

Если КПД равен 80%, это означает, что 80% затраченной энергии идет на полезную работу, а 20% теряется. Для точного расчета необходимы дополнительные данные о процессе.