При электролизе раствора сульфата меди (II) на аноде выделилось 3,36 л (н.у.) кислорода. Сколько граммов меди выделилось на катоде? Примите Ar(Cu) = 64. Ответ запишите с точностью до десятых.
Химия11 классЭлектролиз растворовэлектролизраствор сульфата медианод кислородкатод медьAr(Cu) 64химия 11 классрасчет массы меди
Для решения задачи мы будем использовать закон Фарадея и некоторые основные принципы электролиза.
Шаг 1: Определение количества вещества кислородаСначала нам нужно определить количество вещества кислорода, выделившегося на аноде. Используем формулу:
n = V / Vm
где:
Подставляем известные значения:
n(O2) = 3,36 л / 22,4 л/моль = 0,15 моль.
Шаг 2: Определение количества меди, выделившейся на катодеНа аноде в процессе электролиза воды выделяется кислород. Реакция, происходящая на аноде, выглядит следующим образом:
2 H2O -> O2 + 4 H+ + 4 e-.
Из уравнения видно, что на 1 моль кислорода выделяется 4 моль электронов. Следовательно, количество электронов, выделившихся при выделении 0,15 моль кислорода:
n(e-) = 0,15 моль O2 * 4 = 0,6 моль e-.
Шаг 3: Определение количества меди, выделившейся на катодеНа катоде происходит восстановление меди (II) ионов до металлической меди:
Cu2+ + 2 e- -> Cu.
Из этого уравнения видно, что на 1 моль меди выделяется 2 моль электронов. Следовательно, количество меди, выделившейся на катоде, можно найти по формуле:
n(Cu) = n(e-) / 2 = 0,6 моль / 2 = 0,3 моль.
Шаг 4: Перевод количества вещества меди в массуТеперь мы можем найти массу меди, используя формулу:
m = n * Ar.
Подставим известные значения:
m(Cu) = 0,3 моль * 64 г/моль = 19,2 г.
Ответ:На катоде выделилось 19,2 грамма меди.