Примеры решения типовых задач

Пример 1. Сколько граммов меди выделится на катоде при электролизе раствора CuSO₄ в течение 1 ч при силе тока 4 А?

Решение. Молярная масса эквивалента меди в CuSO₄ равна 63,54/2 = 31,77 г/моль, время электролиза t = 6060=3600 с. Тогда

г.

Пример 2. Сколько времени надо проводить электролиз при силе тока 8 А, чтобы из раствора AgNO₃ выделить 5,3935 г серебра?

Решение. Из закона Фарадея следует, что

мин 3 с,

где т = 5,3935 г;

т_э(Ag) = 107,87 г/моль;

I = 8 А.

Пример 3. Вычислить эквивалент металла, зная, что при электролизе раствора хлорида этого металла затрачена 3880 Кл электричества и на катоде выделяется 11,742 г металла.

Решение. Из закона Фарадея следует, что

г/моль,

где It = Q = 3880 Кл.

Пример 4. На сколько граммов уменьшится масса серебряного анода, если электролиз раствора AgNO₃ проводить при силе тока 2 А в течение 33 мин 20 с?

Решение. Из закона Фарадея следует, что

г,

где т_э(Аg) = 107,87 г/моль;

I = 2 А;

t = 3360 + 20 = 2000 с.

Пример 5. Чему равна сила тока при электролизе раствора в течение 1 ч 40 мин 25 с, если на катоде выделилось 1,4 дм³ водорода, измеренного при нормальных условиях?

Решение. Из закона Фарадея следует, что

Молярный объем эквивалента водорода при нормальных условиях равен 22,4/2 = 11,2 дм³.

где 6025 с составляет 1 ч 40 мин 25 с.

Пример 6. Сколько граммов гидроксида калия образовалось у катода при электролизе раствора K₂SO₄, если на аноде выделилось 11,2 дм³ кислорода, измеренного при н.у.?

Решение. Молярный объем эквивалента кислорода (н.у.) 22,4/4 = 5,6 дм³. Следовательно, 11,2 дм³ занимают 2 эквивалента кислорода. Столько же, т.е. 2 эквивалента, КОН образовалось у катода или 56,11·2 = 112,22 г (56,11 г – т_э(КОН)).

Задачи для самостоятельного решения

12-1. Электролиз раствора К₂SО₄ проводили при силе тока 5 А в течение 3 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, вычислите объем выделяющихся на электродах газов.

Ответ: 6,266 дм³; 3,133 дм³.

12-2. Составьте уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе растворов А1С1₃, NiSO₄. В обоих случаях анод угольный.

12-3. При электролизе раствора CuSO₄ на аноде выделилось 168 см³ кислорода, измеренного при н.у. Сколько граммов меди выделилось на катоде?

Ответ: 0,953 г.

12-4. Сколько граммов воды разложилось при электролизе раствора Na₂SO₄ при силе тока 7 А в течение 5 ч?

Ответ: 11,75 г.

12-5. Электролиз раствора нитрата серебра проводили при силе тока 2А в течение 4 ч. Сколько граммов серебра выделилось на катоде?

Ответ: 32,20 г.

12-6. Электролиз раствора сульфата некоторого металла проводили при силе тока 6 А в течение 45 мин, в результате чего на катоде выделилось 5,49 г металла. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

Ответ: 32,7 г/моль.

12-7. Составьте уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе раствора КОН, расплава КОН.

12-8. Электролиз раствора сульфата цинка проводили в течение 5 ч, в результате чего выделилось 6 дм³ кислорода, измеренного при н.у. Вычислите силу тока.

Ответ: 5,74 А.

12-9. Составьте уравнения процессов, проходящих на электродах при электролизе раствора A1₂(SO₄)₃ в случае угольного анода; в случае алюминиевого анода.

12-10. Какие вещества и в каком количестве выделятся на угольных электродах при электролизе раствора NaI в течение 2,5 ч, если сила тока равна 6 А?

Ответ: 0,56 г; 71,0 г.

12-11. При электролизе раствора AgNO₃ масса серебряного анода уменьшилась на 5,4 г. Сколько кулонов электричества израсходовано на этот процесс?

Ответ: 4830 Кл.

12-12. Какие вещества и в каком количестве выделяются на угольных электродах при электролизе раствора КВr в течение 1 ч 35 мин при силе тока 15 А?

Ответ: 0,886 г; 70,79 г.

12-13. Составьте уравнения процессов, происходящих при электролизе СuС1₂, если анод медный; если анод угольный.

12-14. На электролиз раствора СаС1₂ израсходовано 10722,2 Кл электричества. Вычислите объемы газов, выделяющиеся на угольных электродах.

Ответ: 1,24 дм³.

12-15. Составьте уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе раствора КСl, расплава КСl.

12-16. Сколько времени проводят электролиз раствора электролита при силе тока 5 А, если на катоде выделяется 0,1 эквивалент вещества? Сколько выделится вещества на аноде? Ответ: 32 мин 10 с.

12-17. При электролизе растворов MgSO₄ и ZnCl₂, соединенных последовательно с источником тока, на одном из катодов выделилось 0,25 г водорода. Сколько граммов вещества выделится на другом катоде; на анодах?

Ответ: 8,17 г; 2,0 г; 8,86 г.

12-18. Чему равна сила тока, если при электролизе раствора MgCl₂ в течение 30 мин на катоде выделилось 8,4 дм³ водорода, измеренного при н.у. Вычислите массу вещества, выделившегося на аноде.

Ответ: 40,2 А; 8,4 дм³.

12-19. Сколько граммов H₂SO₄ образуется возле анода при электролизе раствора Na₂SO₄, если на аноде выделяется 1,12 дм³ кислорода, измеренного при н.у.? Вычислите массу вещества, выделяющегося на катоде.

Ответ: 9,8 г; 0,2 г.

12-20. Вычислите силу тока, зная, что при электролизе раствора КОН в течение 1 ч 15 мин 20 с на аноде выделилось 6,4 г кислорода. Какое вещество и в каком количестве выделяется на катоде?

Ответ: 17,08 А; 8,96 дм³.

12-21. Через раствор серной кислоты пропускали ток силой 2 А в течение 2 ч. Сколько литров водорода, измеренного при н.у., выделилось на катоде? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на инертных электродах.

Ответ: 1,67 дм³.

12-22. Сколько времени пропускали через раствор щелочи ток силой 3 А, если при этом выделилось 2,24 дм³ кислорода, измеренного при н.у.? Составьте уравнения процессов, происходящих на электродах, считая, что они выполнены из инертного материала.

Ответ: 3,57 ч.

12-23. Через раствор сульфата цинка пропускали ток силой 2 А в течение 1 ч. Сколько граммов цинка выделилось на катоде? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, если они выполнены из инертного материала.

Ответ: 2,43 г.

12-24. Сколько времени пропускали ток силой 10 А через раствор щелочи, если при этом было получено 8,4 дм³ водорода, измеренного при н.у.? Составьте уравнения электрохимических процессов, происходящих на электродах, если они выполнены из инертного материала.

Ответ: 2 ч.

12-25. Составьте уравнения процессов, происходящих на инертных электродах при электролизе раствора MgCl₂. Какие вещества и в каких количествах выделятся из раствора, если пропустить через него ток силой 5 А в течение 32 мин 10 с ?

Ответ: 1,12 дм³.

12-26. Составьте уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе растворов NiSO₄; NiCl₂. В обоих случаях анод угольный. Сколько вещества выделится на катоде, если пропустить через эти растворы ток 5 А в течение 1 ч?

Ответ: 5,47 г.

12-27. При электролизе раствора CuSO₄ на аноде выделилось 420 см³ газа, измеренного при н.у. Составьте уравнения происходящих процессов на электродах при электролизе CuSO₄, если анод угольный, а катод медный. Вычислите количество вещества, выделившегося на катоде.

Ответ: 2,4 г.

12-28. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на инертных электродах при электролизе K₂SО₄, и вычислите количество электролита, которое разложилось при пропускании через раствор тока силой 4 А в течение 3 ч.

Ответ: 4,03 г.

12-29. Какие вещества и в каком количестве выделятся в результате процессов, происходящих на электродах, раствора NaOH, расплава NaOH, если через систему пропускали ток силой 5 А в течение 30 мин?

Ответ: 2,15 г; 1,04 дм³; 0,52 дм³.

12-30. Через раствор сульфата натрия пропускали ток в течение 2 ч, в результате чего выделилось 2 дм³ кислорода, измеренного при н.у. Вычислите силу тока.

Ответ: 4,78 А.

12-31. Сколько времени пропускали ток силой 2 А через раствор хлорида натрия, если при этом образовалось 80 г гидроксида натрия? Ответ: 26,8 ч.

12-32. Через раствор хлорида натрия пропускали ток силой 15 А в течение 16 мин 5 с. Какой газ и в каком объеме, измеренном при н.у., выделится на катоде? Сколько граммов гидроксида натрия образовалось у катода?

Ответ: 1,68 дм³; 6 г.

12-33. Через растворы NiSО₄ и Pb(NО₃)₂ пропускали одно и то же количество электричества. На одном из катодов выделилось 25,9 г свинца. Сколько граммов никеля выделилось на другом катоде? Какой газ и в каком объеме, измеренном при н.у., выделился на каждом из анодов?

Ответ: 7,34 г; 1,4 дм³.

12-34. Ток силой 10 А пропускали в течение 20 мин через раствор сульфата меди при медном аноде. На сколько граммов уменьшится масса анода? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах.

Ответ: 3,98 г.

12-35. Какие процессы происходят на электродах при электролизе раствора AgNО₃, если анод серебряный; если анод угольный. Составьте электронные уравнения.

12-36. Сколько времени пропускали ток силой 8 А через раствор сульфата никеля, если масса никелевого анода стала меньше на 0,8805 г?

Ответ: 361,2 с.

12-37. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе растворов CdCl₂; CdSО₄ . В обоих случаях анод угольный.

12-38. При электролизе Cr₂(SО₄)₃ током 1 А масса катода возросла на 10 г. Какое количество электричества и в течение какого времени пропущено?

Ответ: 55673 Кл.

12-39. Какие вещества и в каком количестве выделяются при прохождении 48250 Кл через водный раствор MgCl₂? Составьте электронные уравнения происходящих на электродах процессов, если оба электрода угольные.

Ответ: 5,6 дм³.

12-40. Сколько электричества надо пропустить через раствор NaCl, чтобы получить 1 кг NaOH. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, если катод железный, а анод угольный.

Ответ: 2,4·10⁶ Кл.

12-41. Вычислите молярную массу эквивалентов железа, если при прохождении через раствор соли железа тока 5 А в течение 5,36 ч выделилось 27,9 г железа.

Ответ: 27,9 г/моль.

12-42. Какие вещества и в каком количестве образуются при пропускании тока 6 А в течение 1 ч через раствор КОН? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, если оба электрода угольные.

Ответ: 2,5 дм³; 1,25 дм³.