Найти количество электричества и время, потребное для выделения 10 г меди методом электролиза из раствора сульфата меди при силе тока 10,0 А.

Условие:

Выбрать правильный ответ

Решение:

**Предмет:** Химия **Раздел:** Электрохимия (Закон Фарадея) **Задача:** Найти количество электричества и время, потребное для выделения 10 г меди методом электролиза из раствора сульфата меди при силе тока 10,0 А. **Решение:** 1. **Запишем уравнение процесса электролиза:** Уравнение реакции на катоде: \[ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu \] Это значит, что для осаждения одного моля меди требуется 2 моля электронов. 2. **Вычислим количество вещества меди:** Молярная масса меди \(\text{M}_{Cu} = 63,5 \, г/моль\). Определим количество вещества меди \(\text{n}_{Cu}\) по формуле: \[ n_{Cu} = \frac{m_{Cu}}{M_{Cu}} = \frac{10,0 \, г}{63,5 \, г/моль} \approx 0,157 \, моль. \] 3. **Определим количество электричества для выделения меди:** По уравнению реакции для выделения 1 моль меди нужно 2 моль электронов, т.е. количество электричества рассчитывается как \(Q = 2 \cdot n \cdot F\), где \( F = 96500 \, Кл/моль \) — число Фарадея. \[ Q = 2 \cdot 0,157 \, моль \cdot 96500 \, Кл/моль \approx 30343 \, Кл \approx 3,04 \cdot 10^4 \, Кл. \] 4. **Вычислим время:** Используем закон Фарадея, который связывает ток, количество электричества и время: \[ Q = I \cdot t, \] где: - \( I = 10 А \) — это сила тока, - \( Q = 30400 Кл \) — количество электричества, которое мы нашли. Отсюда находим \( t \): \[ t = \frac{Q}{I} = \frac{30400}{10} = 3040 \, с. \] Преобразуем в минуты: \[ t \approx 3040/60 \approx 50,7 \, минут. \] Или в часы: \[ t \approx 50,7/60 \approx 0,84 \, часа. \] **Ответ:** Верный вариант ответа — **a. 3,04 · 10⁴ Кл, 0,84 ч**.