B1.7. Водный раствор медного купороса подвергли электролизу. Спустя один час масса электрода увеличилась на 0.32 г. Рассчитайте силу тока в течение проведения эксперимента, считая, что она не изменялась. Какие вещества образовались в ходе эксперимента и какова их масса?

Первым делом необходимо выразить количество переданных зарядов через массу меди на электроде:

n = m/M,

где m - масса меди на электроде, M - молярная масса меди.

Так как медь имеет валентность 2, то количество переданных зарядов будет равно:

n = Q/2F,

где Q - заряд, прошедший через электролит, F - постоянная Фарадея.

Из условия задачи известно, что масса электрода увеличилась на 0.32 г за один час, то есть за время проведения эксперимента прошел заряд:

Q = It,

где I - сила тока, t - время проведения эксперимента.

Таким образом, мы можем выразить силу тока:

I = Q/t = (m/M) * 2F/t = (0.32/63.5) * 2 * 96500/3600 = 0.15 А.

Для расчета массы образовавшихся веществ необходимо знать, какие ионы находились в растворе медного купороса. Медный купорос представляет собой водный раствор сульфата меди (CuSO4), поэтому при электролизе на катоде будет осаждаться медь, а на аноде - образовываться кислород и растворяться ионы серы.

Масса меди, которая осадилась на электроде, будет равна:

m(Cu) = n * M(Cu) = (0.32/63.5) * 63.5 = 0.32 г.

Масса кислорода, который образовался на аноде, будет равна половине массы меди на катоде:

m(O2) = m(Cu)/2 = 0.16 г.

Масса серы, которая растворилась в растворе, будет равна:

m(S) = n * M(S) = (0.32/63.5) * 32 = 0.16 г.