Какие электронные уравнения процессов происходят на аноде и катоде при электролизе раствора CuSO4, если выделено

При электролизе раствора CuSO4 происходит разложение молекулы воды на аноде и катоде. Давайте рассмотрим каждый процесс по очереди.

На аноде происходит окисление, поскольку анод является положительно заряженным электродом. В растворе CuSO4 присутствуют ионы меди (Cu2+) и ионы серы (SO4^2-). При окислении на аноде ионы серы превращаются в молекулы кислорода (O2), которые выходят в виде газа. Таким образом, электронное уравнение процесса на аноде будет выглядеть следующим образом:

\[2SO4^2- (раствор) \rightarrow 2O2 (газ) + 4e^-\]

На катоде происходит восстановление, поскольку катод является отрицательно заряженным электродом. Ионы меди (Cu2+) привлекаются к катоду и получают необходимое количество электронов для превращения в атомы меди (Cu), которые осаждается на поверхности катода. Таким образом, электронное уравнение процесса на катоде будет выглядеть следующим образом:

\[Cu2+ (раствор) + 2e^- \rightarrow Cu (осадок)\]

Поскольку дано, что выделено 168 см3 газа (н.у.), мы можем использовать соотношение объемов, чтобы определить количество газа в условиях нормальных условий (н.у.). Объем газа в нормальных условиях равен 22,4 л (1 моль газа). Подставляя известные значения, мы можем найти количество молей газа:

\[\frac{{168 см3 \cdot 1 л}}{{22,4 л}} = 7,5 моль газа\]

Теперь, используя стехиометрию, мы можем найти количество молей меди, выделившейся на катоде, зная, что на каждый моль меди требуется 2 моля электронов:

\[(7,5 \ моль \ газа) \cdot (2 \ моль \ Cu / 4 \ моль \ e^-) = 3,75 \ моль \ Cu\]

Наконец, чтобы найти массу меди, выделившейся на катоде, нам нужно знать молярную массу меди (Cu). Молярная масса меди равна 63,55 г/моль. Подставляя известные значения, мы можем найти массу меди:

\[(3,75 \ моль \ Cu) \cdot (63,55 \ г/моль) = 238,31 \ г\]

Таким образом, масса меди, выделившейся на катоде, составляет 238,31 г.