Для ответа на данный вопрос необходимо знать серию напряжений металлов. Серия напряжений металлов – это упорядоченный список металлов по их активности в реакциях окисления-восстановления. Металлы, находящиеся выше по серии, имеют большую активность и смогут вытеснить металлы, находящиеся ниже.
В нашем случае необходимо сравнить катионы металлов cu+2, zn+2, ag+ и cr+3 и определить их порядок активности.
Известно, что катион cu+2 образуется из металла меди (Cu), катион zn+2 - из металла цинка (Zn), катион ag+ - из металла серебра (Ag), а катион cr+3 - из металла хрома (Cr).
Далее необходимо использовать серию напряжений металлов:
Li > K > Ba > Sr > Ca > Na > Mg > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Cd > Co > Ni > Sn > Pb > H2 > Sb > As > Bi > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
Где > означает больше активность.
Сравнивая катионы данных металлов, видим, что в серии напряжений они расположены в следующем порядке:
Ag+ > Cu+2 > Zn+2 > Cr+3
Следовательно, катионы восстанавливаются в следующей последовательности:
1) ag+ ; 2) cu+2; 3) zn+2; 4) cr+3
Таким образом, правильный ответ – 3) ag+ ; cu+2; zn+2; cr+3.
Уравнение реакции на катоде при электролизе можно записать следующим образом:
2 Na+ + 2 e- → 2 Na
Уравнение реакции на аноде при электролизе соли Na2S с инертными электродами можно записать так:
2 Cl- → Cl2 + 2 e-
Общая суммарная реакция при электролизе расплава и раствора соли Na2S с инертными электродами выглядит следующим образом:
2 Na2S (расплав или раствор) + 2 Cl- (раствор) → 4 Na (на катоде) + Cl2 (на аноде) + 2 S2- (раствор)
Теперь рассчитаем количество электричества, необходимое для выделения на катоде 20 г вещества при электролизе расплава и раствора.
1. Переведём массу вещества (20 г) в количество вещества с помощью молярной массы. Молярная масса Na составляет примерно 22,99 г/моль, поэтому количество молей вещества составляет:
количество молей = масса / молярная масса = 20 г / 22,99 г/моль ≈ 0,870 моль
2. Исходя из суммарного уравнения реакции, видим, что на катоде выделяется по 4 моль Na на каждые 2 моль Na2S. Значит, для выделения 0,870 моль Na необходимо:
количество электричества = 0,870 моль Na × (1 моль электричества / 4 моль Na) = 0,218 моль электричества
3. Для пересчёта молярных моль в количество электричества используем формулу:
количество электричества = количество молей × заряд электрона × Фарадаева постоянная
Фарадаева постоянная равна примерно 96500 Кл/моль (Кулон на моль), а заряд электрона равен примерно 1,602 × 10^-19 Кл.
Таким образом, для выделения 20 г вещества при электролизе расплава и раствора соли Na2S с инертными электродами необходимо приложить примерно 3,34 Кл электричества.
0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota
Оформи подписку
