Какой металл был использован в растворе сульфата металла (II), если при прохождении 400 кл электричества на катоде

Yaksha

29

Данная задача связана с электролизом и определением металла в растворе, используя информацию о массе металла, образовавшегося на катоде.

Для начала, давайте определим основные данные, предоставленные в условии задачи:

Масса металла, образовавшегося на катоде: 0,196 г
Выход металла по току на катоде: 80%

Теперь давайте рассмотрим пошаговое решение задачи.

Шаг 1: Определение количества заряда, протекшего через раствор.
Мы знаем, что выход металла по току на катоде составляет 80%. Это означает, что 80% заряда ионов металла было использовано для образования металла на катоде. Поскольку образовалось 0,196 г металла, выход металла равен 80%, то мы можем найти общее количество заряда, протекшего через раствор, используя следующее уравнение:
Q = m / (n * F)
где Q - общий заряд, протекший через раствор, m - масса металла на катоде, n - количество моль металла и F - постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль.

Подставляя известные значения, получим:
Q = 0,196 г / (n * 96485 Кл/моль)

Шаг 2: Определение количества моль металла.
Теперь нам нужно найти количество моль металла. Для этого нам понадобится знать стехиометрическое соотношение между зарядом и количеством моль. Для катодной половинной реакции, зарядовый численный коэффициент равен количеству молей металла. В этом случае, зарядовый коэффициент равен 2, так как сульфат металла (II) имеет формулу M(SO4)2.

Шаг 3: Определение металла и составление уравнения реакции.

a) Графитовые электроды:
Если на катоде использовались графитовые электроды, то на катоде происходит редукция воды:
2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-
Таким образом, количество заряда, переданного ионам металла в форме металлического катиона, равно количеству заряда, переданного воде.

b) Металлические электроды:
Если на катоде использовались металлические электроды, то на катоде происходит редукция катиона металла:
M(2+) + 2e- -> M (где M - металл)

Теперь давайте продолжим решение задачи.

Шаг 4: Нахождение общего заряда, протекшего через раствор.
Подставим известные значения в уравнение и решим его относительно количества моль металла.
Q = 0,196 г / (n * 96485 Кл/моль)

Шаг 5: Определение металла.
Определение металла сводится к подбору металла, который имеет количество моль, найденное в предыдущем шаге. Для этого можно обратиться к периодической системе элементов и найти металл с ближайшим значением количества моль.

Надеюсь, это подробное объяснение поможет вам понять задачу и выполнить ее успешно. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, пожалуйста, обратитесь ко мне!