Question

При электролизе водного раствора ZnSO4 в течение 40 мин силой тока 6 А на катоде выделилось 0,116 л водорода при температуре 20 °С и давлении 753 мм рт.ст. Определите массу цинка, выделившегося на катоде одновременно с водородом.

Answer 1

Для решения этой задачи используем закон электролиза Фарадея, который гласит, что количество вещества, выделившегося на электроде, пропорционально затраченному заряду.

Масса вещества "m" выделяется на электроде при электролизе по формуле:

m = Q * M / (n * F)

где:
- "m" - масса вещества,
- "Q" - заряд, прошедший через электролит,
- "M" - молярная масса вещества,
- "n" - количество электронов, необходимых для реакции,
- "F" - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).

Для реакции выделения водорода на катоде требуется два электрона. Таким образом, "n" = 2.

Сначала найдем количество заряда "Q", прошедшего через электролит. Это можно сделать, умножив силу тока на время:

Q = I * t = 6 А * 40 мин * 60 с/мин = 14400 Кл

Теперь можем найти массу цинка:

m = (14400 * M_Zn) / (2 * F)

Молярная масса цинка "M_Zn" = 65,38 г/моль.

Подставляем значения:

m = (14400 * 65,38) / (2 * 96485) ≈ 31,19 г

Таким образом, масса цинка, выделившегося на катоде одновременно с водородом, составляет около 31,19 г.