При пропускании точка 2 А в течение 1ч 14мин 24с через водный раствор хлорида металла (II) на одном...

Атомная масса металла равна 63,54 г/моль, это металл медь (Cu). Уравнения реакций на электродах: Катод: 2H2O + 2e- -> H2 + 2OH- Анод: Cu2+ + 2e- -> Cu

Для начала определим количество зарядов, протекших через электролизер. Используем формулу: Q = I t, где Q - количество зарядов, I - сила тока, t - время. По условию, I = 2 А, t = 1 ч 14 мин 24 с = 4464 с. Подставляем значения и получаем Q = 2 4464 = 8928 Кл.

Затем находим количество вещества металла, выделившегося на электроде. Для этого воспользуемся законом Фарадея: m = z M Q / (n F), где m - масса металла, z - количество переданных электронов, M - молярная масса металла, n - количество электронов в реакции, F - постоянная Фарадея. По условию, z = 2 (так как металл имеет степень окисления II), n = 2 (по принципу сохранения заряда), F = 96500 Кл/моль. Подставляем значения и получаем m = 2 M 8928 / (2 96500).

Так как выход по току 100%, то масса металла, выделенного на электроде, равна 2,94 г. Подставляем это значение в уравнение и находим атомную массу металла: 2,94 = 2 M 8928 / (2 96500) M = 2,94 96500 / (2 * 8928) = 63,54 г/моль

Итак, атомная масса металла равна 63,54 г/моль. По данному значению можно определить, что это металл - медь (Cu).

Уравнение реакции на аноде: 2Cl- -> Cl2 + 2e- Уравнение реакции на катоде: Cu2+ + 2e- -> Cu

Таким образом, при электролизе раствора хлорида меди (II) на катоде выделяется медь, а на аноде хлор.

Для решения задачи нужно использовать законы электролиза, в частности, закон Фарадея. Закон Фарадея гласит, что масса вещества, выделяющегося на электроде, пропорциональна количеству электричества (заряда), прошедшего через электролит:

[ m = \frac{Q \cdot M}{n \cdot F} ]

где:

• ( m ) — масса выделившегося вещества (металла),
• ( Q ) — заряд в кулонах,
• ( M ) — молярная масса (атомная масса для элемента),
• ( n ) — число электронов, участвующих в реакции (валентность металла),
• ( F ) — постоянная Фарадея (( F \approx 96485 ) Кл/моль).

1. Расчет заряда ( Q ):

   Сначала находим общее время в секундах: [ 1 \text{ ч } 14 \text{ мин } 24 \text{ с } = 1 \times 3600 + 14 \times 60 + 24 = 4464 \text{ секунд} ]

   Заряд ( Q ) вычисляется как произведение силы тока на время: [ Q = I \cdot t = 2 \, \text{А} \times 4464 \, \text{с} = 8928 \, \text{Кл} ]

2. Определение атомной массы ( M ):

   Из условия, что выход по току 100%, следует, что всё количество электричества идет на выделение металла. Так как металл (II), значит, для восстановления одного атома металла требуется 2 электрона (( n = 2 )).

   Подставляем известные значения в уравнение Фарадея: [ 2,94 = \frac{8928 \cdot M}{2 \times 96485} ]

   Решаем уравнение для ( M ): [ M = \frac{2,94 \times 2 \times 96485}{8928} \approx 63,54 \, \text{г/моль} ]

3. Идентификация металла:

   Атомная масса, равная примерно 63,54 г/моль, указывает на то, что металл — это медь (Cu), у которой атомная масса составляет около 63,55 г/моль.

4. Уравнения реакций на электродах:

   На катоде (восстановление ионов до металла): [ \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} ]

   На аноде (если графитовый, то обычно происходит выделение кислорода из воды): [ 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{O}_2 + 4H^+ + 4e^- ]

Таким образом, при пропускании тока через раствор хлорида меди (II) на катоде выделяется медь.