При электролизе водного раствора ZnSO4 было выделено 61,2 г цинка. Какова энергия, затраченная электрическим током, если напряжение на зажимах ванны равно 10 В? Ответ дайте в кВт*ч.

Физика 11 класс Электролиз электролиз водный раствор ZnSO4 выделение цинка Энергия электрический ток напряжение кВт*ч Новый

Для решения этой задачи нам нужно выполнить несколько шагов. Начнем с определения количества молей цинка, выделившегося при электролизе, а затем найдем, сколько энергии было затрачено электрическим током.

Шаг 1: Найдем количество молей цинка.

Молярная масса цинка (Zn) составляет примерно 65,4 г/моль. Чтобы найти количество молей, используем следующую формулу:

Количество молей = масса / молярная масса

Подставляем значения:

Количество молей Zn = 61,2 г / 65,4 г/моль ≈ 0,935 моль

Шаг 2: Определим количество электричества, необходимое для выделения этого количества цинка.

При электролизе цинка из раствора ZnSO4 происходит следующая реакция:

Zn²⁺ + 2e^- → Zn

Из этой реакции видно, что для выделения 1 моля цинка требуется 2 моля электронов. Следовательно, для 0,935 моль цинка потребуется:

Количество электронов = 0,935 моль * 2 = 1,87 моль электронов

Шаг 3: Найдем общее количество заряда (Q), необходимого для электролиза.

1 моль электронов соответствует заряду, равному 96500 Кулонов (это число Авогадро, умноженное на заряд электрона). Таким образом, общее количество заряда будет:

Q = 1,87 моль * 96500 Кл/моль ≈ 180,355 Кл

Шаг 4: Рассчитаем работу (энергию), затраченную электрическим током.

Энергия (E) может быть рассчитана по формуле:

E = Q * U

где U - напряжение на зажимах ванны (в данном случае 10 В).

Подставляем значения:

E = 180,355 Кл * 10 В = 1803,55 Дж

Шаг 5: Переведем энергию в кВт*ч.

Чтобы перевести Джоули в кВт*ч, используем следующий коэффициент:

1 кВт*ч = 3,6 * 10^6 Дж

Теперь делим полученную энергию на этот коэффициент:

E (кВт*ч) = 1803,55 Дж / (3,6 * 10^6 Дж/кВт*ч) ≈ 0,0005 кВт*ч

Ответ: Энергия, затраченная электрическим током, составляет примерно 0,0005 кВт*ч.