2025-10-14 11:12:59
Электролиз водного раствора электролита с инертным анодом проводился при силе тока I (А) в течение времени t (ч), анодный и катодный выходы по току приняты равными 100%.
Напишите уравнение диссоциации электролита CoI2.
Составьте уравнения процессов, которые происходят на аноде и катоде.
Рассчитайте массы всех веществ, которые выделились на электродах.
Определите объемы газообразных продуктов электролиза, если они выделяются.
Данные: I = 2.5A, t = 3ч.
Химия 11 класс Электролиз и химические реакции в растворах электролиз водный раствор электролит инертный анод анодный выход катодный выход уравнение диссоциации CoI2 процессы на аноде процессы на катоде массы веществ объемы газообразных продуктов расчет электролиза
2025-10-14 11:13:50
Давайте разберем вашу задачу шаг за шагом.
1. Уравнение диссоциации электролита CoI2:
Когда кристаллический йодид кобальта (II) (CoI2) растворяется в воде, он диссоциирует на ионы. Уравнение диссоциации будет выглядеть так:
CoI2 (с) → Co²⁺ (aq) + 2I⁻ (aq)
2. Процессы на аноде и катоде:
При электролизе раствора CoI2 на аноде и катоде происходят следующие процессы:
- На катоде: Ионы кобальта (Co²⁺) восстанавливаются до металлического кобальта (Co).
- На аноде: Ионы йода (I⁻) окисляются до молекулярного йода (I2).
Уравнения реакций:
- Катод: Co²⁺ + 2e⁻ → Co
- Анод: 2I⁻ → I2 + 2e⁻
3. Рассчитаем массы выделившихся веществ:
Для расчета массы выделившихся веществ воспользуемся законом Фарадея, который гласит, что масса вещества, выделившегося на электроде, пропорциональна количеству электричества, прошедшего через электролит.
Сначала найдем общее количество заряда (Q), прошедшего через раствор:
Q = I * t
где:
- I = 2.5 A
- t = 3 ч = 3 * 3600 с = 10800 с
Итак, подставим значения:
Q = 2.5 A * 10800 s = 27000 Кл
Теперь найдем количество вещества, выделившегося на катоде и аноде, используя формулу:
n = Q / (F * z)
где:
- F = 96500 Кл/моль (константа Фарадея)
- z = число электронов, участвующих в реакции.
Для кобальта (катод):
- z = 2 (поскольку Co²⁺ принимает 2 электрона)
n(Co) = 27000 Кл / (96500 Кл/моль * 2) = 0.139 моль
Теперь найдем массу кобальта:
m(Co) = n * M = 0.139 моль * 58.93 г/моль = 8.19 г
Для йода (анод):
- z = 2 (поскольку 2 I⁻ отдают 2 электрона)
n(I2) = 27000 Кл / (96500 Кл/моль * 2) = 0.139 моль
Обратите внимание, что на аноде выделяется I2, который состоит из 2 атомов йода, поэтому количество выделившегося йода будет в два раза меньше:
n(I) = 0.139 моль * 2 = 0.278 моль
Теперь найдем массу йода:
m(I2) = n * M = 0.139 моль * 253.8 г/моль = 35.24 г
4. Определим объемы газообразных продуктов:
На катоде выделяется кобальт, который является твердым веществом, а на аноде выделяется йод, который также может быть в виде твердого вещества. Однако в данной реакции газообразные продукты не выделяются.
Таким образом, мы получили следующие результаты:
- Масса кобальта (Co): 8.19 г
- Масса йода (I2): 35.24 г
Если есть дополнительные вопросы или нужна помощь с другими задачами, не стесняйтесь спрашивать!