При электролизе раствора H2SO4 в течение 10 минут была получена 672 мл гремучей смеси. Какова сила тока (А) в процессе электролиза? Варианты ответов: A) 7.34, B) 6.43, C) 5.43, D) 3.43, E) 2.43

Химия 11 класс Электролиз растворов электролиз H2SO4 Сила тока гремучая смесь расчёт тока химия 11 класс Новый

Для решения данной задачи нам нужно использовать закон Фарадея, который связывает количество вещества, выделяющегося на электродах при электролизе, с электрическим током.

Шаг 1: Определим объем гремучей смеси.

Гремучая смесь состоит из водорода (H2) и кислорода (O2) в соотношении 2:1. Мы знаем, что 672 мл гремучей смеси содержит 672 мл водорода и 336 мл кислорода (половина от объема водорода).

Шаг 2: Найдем количество вещества водорода.

Используем формулу для расчета количества вещества (n) газа:

n = V / Vm,

где V - объем газа в литрах, Vm - молярный объем газа (при нормальных условиях Vm ≈ 22.4 л/моль).

Для водорода:

• V = 672 мл = 0.672 л
• Vm = 22.4 л/моль
• n(H2) = 0.672 / 22.4 ≈ 0.03 моль

Шаг 3: Определим заряд, необходимый для получения этого количества водорода.

Согласно уравнению реакции электролиза, на 1 моль водорода выделяется 2 моль электронов:

2H2O → 2H2 + O2 + 4e-

Таким образом, для 0.03 моль водорода потребуется:

• n(e-) = 2 * n(H2) = 2 * 0.03 = 0.06 моль электронов.

Шаг 4: Найдем общий заряд (Q), необходимый для данного количества электронов.

Заряд одного электрона равен 1.6 * 10^-19 Кл. Молярный заряд (количество заряда в 1 моле электронов) равен 96485 Кл/моль (постоянная Фарадея).

Таким образом, общий заряд:

• Q = n(e-) * F = 0.06 моль * 96485 Кл/моль ≈ 5789 Кл.

Шаг 5: Найдем силу тока (I).

Сила тока определяется как заряд, проходящий через проводник за единицу времени:

I = Q / t,

где t - время в секундах. В нашем случае t = 10 минут = 600 секунд.

• I = 5789 Кл / 600 с ≈ 9.65 А.

Шаг 6: Проверим расчет.

Сравнив с вариантами ответов, мы видим, что ни один из предложенных вариантов не совпадает с нашим расчетом. Возможно, в условии задачи подразумевается другой подход или расчет. Однако, если бы нам нужно было округлить или выбрать наиболее близкий ответ, то это был бы вариант A) 7.34, но он также не совпадает.

Возможно, стоит пересмотреть условия задачи или проверить, нет ли дополнительных данных, которые могли бы повлиять на расчет.