Home » ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ. » Электролиз

Электролиз

§ 22. Электролиз.

Авторы :
Г. А. Бендриков, Б. Б. Буховцев, В. В. Керженцевг Г. Я. Мякишев

Скачать в хорошем качестве в формате PDF всю книгу (399 стр. — копировать не возможно) Задачи по Физике для поступающих в ВУЗы (8-е издание).

На главную страницу ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В ВУЗЫ.

Текст, для быстрого ознакомления (в тексте для быстрого ознакомления формулы могут отображаться не корректно):

§ 22. Электролиз.

Электролизом называется выделение вещества на электродах,
погруженных в раствор или расплав электролита, при прохождении
тока. Масса т выделившегося при электролизе вещества согласно
первому закону Фарадея пропорциональна заряду q, прошедшему
через раствор или расплав электролита, т. е.
m = kq = klty
где / — сила тока в цепи, t — время его прохождения, a k — коэффициент
пропорциональности, различный для разных веществ
и носящий название электрохимического эквивалента. ,
По второму закону Фарадея электрохимические эквиваленты
веществ прямо пропорциональны атомным массам А этих веществ
и обратно пропорциональны их валентностям п:
k = C — = C x , п 9
где х = А/п — химический эквивалент вещества. Постоянная С =
= 1,036 *10~5 моль/Кл имеет для всех веществ одно и то же значение.
Величина F = 1/С = 9,65-104 Кл/моль называется числом
Фарадея. Это число показывает, какой заряд должен пройти через
раствор электролита для того, чтобы на электроде выделилась масса
вещества, численно равная его химическому эквиваленту.
Подставив в формулу первого закона Фарадея выражение для
ky получим объединенный закон Фарадея!

868. Определить электрохимический эквивалент натрия. Атомная
масса натрия А = 0,023 кг/моль, его валентность п = 1,
постоянная во втором законе Фарадея С = 1,036 -10~5 моль/Кл.
867. Цинковый анод массой т = 5 г поставлен в электролитическую
ванну, через которую проходит ток I = 2 А. Через какое
время t анод полностью израсходуется на покрытие металлических
изделий? Электрохимический эквивалент цинка k = 3,4 «Ю*7 кг/Кл.

133 Электролиз. 

868. Определить число Фарадея, если известно, что при прохождении
через электролитическую ванну заряда q = 7348 Кл
масса выделившегося на катоде золота т = 5-10-3 кг. Химический
эквивалент золота х = 66 «10~3 кг/моль.
869. Определить величину элементарного электрического заряда,
если известно, что масса вещества, численно равная химическому
эквиваленту, содержит N0 = N!n атомов или молекул, где п — валентность
вещества, N = 6,02 • 1023 моль-1 — число Авогадро. Число
Фарадея F = 9,65 «104 Кл/моль.
870. Атомная масса серебра Аг = 0,108 кг/моль, его валентность
п1= 1 и электрохимический эквивалент kx = 1,118 -IО-6 кг/Кл.
Найти электрохимический эквивалент золота k2, если атомная масса
золота А2 = 0,197 кг/моль, его валентность щ = 3.
871. Определить количество выделившихся веществ за время
t = 10 ч на катодах трех электролитических ванн, включенных
последовательно в сеть постоянного тока. Аноды в ваннах—медный,
никелевый и серебряный — опущены соответственно в растворы
CuS04, NiS04 и AgN03. Плотность тока при электролизе / = 40 А/м2,
поверхности катодов в каждой ванне 5 = 5 *10″2 м2. Электрохимические
эквиваленты меди, никеля и серебра соответственно kx =
*= 3,3-10’7 кг/Кл, k2 = 3.1Q-7 кг/Кл и k3 = 1,118-10-6 кг/Кл.
872. При никелировании изделий в течение времени t = 2 ч
отложился слой никеля толщиной I = 0,03 мм. Определить плотность
тока при электролизе. Электрохимический эквивалент никеля
k = 3 «Ю-7 кг/Кл. Плотность никеля р = 8,9 *103 кг/м3.
873. Последовательно с электролитической ванной включен
амперметр. Амперметр показывает ток /0 = 1,5 А. Какую поправку
надо внести в показание амперметра, если за время t= 10 мин
на катоде отложилось т = 0,316 г меди? Электрохимический эквивалент
меди k = 3,3-10’7 кг/Кл.
874. Желая проверить правильность показаний вольтметра,
его подключили параллельно известному сопротивлению R =
= 30 Ом. Последовательно в общую цепь включен прибор, в котором
ведется электролиз серебра. За время t = 5 мин в этом приборе
выделилась масса т = 55,6 мг серебра. Вольтметр показывал U =
= 6 В. Найти разность между показаниями вольтметра и точным
значением падения напряжения на сопротивлении R, определенным
с помощью электролиза серебра. Электрохимический эквивалент
серебра k = 1,118 «Ю-6 кг/Кл. Ответвлением тока в вольтметр
можно пренебречь.
875. Для серебрения ложек ток / = 1,8 А пропускается через
раствор соли серебра в течение t = 5 ч. Катодом служат N =
= 12 ложек, каждая из которых имеет поверхность 5 = 50 см2.
Какой толщины отложится слой серебра на ложках? Плотность
серебра р = 10,5-Ю3 кг/м3, атомная масса серебра Л =0,108 кг/моль,
его валентность п = 1. Число Фарадея F = 9,65-104 Кл/моль.
876. Две электролитические ванны включены последовательно.
В первой ванне находится раствор хлористого железа (FeCl2), а во

134 Электролиз. 

второй — раствор хлорного железа (FeCl3). Определить массы выделившегося
железа на анодах и хлора на катодах в каждой
ванне при прохождении q = 9,65 • 107 Кл электричества. Атомная
масса железа = 0,05585 кг/моль, атомная масса хлора Л2 =а
= 35,357-10“3 кг/моль. Число Фарадея F = 9,65 -104 Кл/моль.
877. При электролизе раствора серной кислоты расходуется
мощность N = 37 Вт. Определить сопротивление электролита, если
за время t = 50 мин выделяется т = 0,3 г водорода. Число Фарадея
F = 9,65 * 104 Кл/моль.
878. При электролитическом способе получения никеля расходуется
W = 10 кВт-ч электроэнергии на килограмм. Электрохимический
эквивалент никеля 1080 мг на ампер-час. При каком
напряжении производится электролиз?
879. Определить количество выделившейся меди при электролизе,
если затрачено W = 5 кВт «ч энергии. Напряжение на клеммах
ванны U = 10 В. К. п. д. установки ц = 75%. Электрохимический
эквивалент меди k = 3,3 -Ю-7 кг/Кл.
880. Какое количество электричества проходит через раствор
CuS04 за время t = 10 с, если величина тока за это время равномерно
возрастает от /х = 0 до /2 = 4 А? Какое количество меди
выделяется при этом на катоде? Электрохимический эквивалент
меди k = 0,328 -10:6 кг/Кл.
881. При рафинировании меди с помощью электролиза к последовательно
включенным электролитическим ваннам, имеющим общее
сопротивление R = 0,5 Ом, подведено напряжение U = 10 В.
Определить количество чистой меди, выделившейся на катодах
ванны за t = 10 ч. Э. д. с. поляризации £ = 6 В. Электрохимический
эквивалент меди k = 3,3 «10-7 кг/Кл.
882. При электролизе воды через ванну в течение времени t =
= 25 мин шел ток / = 20 А. Какова температура выделившегося
кислорода, если он находится в объеме V = 1 л под давлением
р = 2 атм? Электрохимический эквивалент кислорода k =
= 8,29,* 10-8 кг/Кл. Универсальная газовая постоянная R =а
= 8,317 Дж/(моль-К).
883. При электролитическом способе получения алюминия расходуется
электроэнергии W = 50 кВт -ч на килограмм. Электролиз
проводится при напряжении U = 16,2 В. Каким будет расход
энергии \Уг на килограмм, если электролиз проводить при напряжении
U± = 8,1 В? Э. д. с. поляризации не учитывать.

135 Электролиз. 

Электролиз. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.
На главную страницу ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В ВУЗЫ.
ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ.
Физика в школе.

One thought on “Электролиз

Comments are closed.

Статистика


Яндекс.Метрика