Какова потраченная энергия при электролизе, если 128 г меди (Cu^2+) было выделено и напряжение на электролизной ванне

Для начала, нам необходимо вычислить количество затраченного заряда при электролизе. Для этого мы можем использовать уравнение $Q=I\cdot t$, где $Q$ - затраченный заряд, $I$ - сила тока, проходящего через электролит, и $t$ - время электролиза.

Далее, нам нужно выразить затраченный заряд через количество меди, которая была выделена. Для этого мы используем соотношение:
$$Q=z\cdot n\cdot F$$,
где $z$ - количество электронов, участвующих в реакции электролиза, $n$ - количество молей меди, выделившейся при электролизе, а $F$ - постоянная Фарадея, равная $96,485$ кулон/моль.

Раскроем выражение для затраченного заряда при электролизе:
$$Q=z\cdot n\cdot F$$.

Для нахождения $n$ (количество молей) используем формулу:
$$n=m/M$$,
где $m$ - масса вещества (в данном случае, масса меди), а $M$ - молярная масса вещества (в данном случае, меди).

Теперь, у нас есть все данные, чтобы решить задачу. Давайте начнем с расчета количества молей меди, выделившейся при электролизе. Для этого нам нужно использовать формулу:
$$n=m/M$$,
где $m=128$ г (масса меди), а молярная масса меди $M=63,546$ г/моль.

$$n=128/63,546=2,01677$$ моль.

Теперь найдем затраченный заряд, используя формулу:
$$Q=z\cdot n\cdot F$$,
где постоянная Фарадея $F=96,485$ кулон/моль, а заряд $z$ - это количество электронов, участвующих в реакции электролиза.

Нам дано, что $k(Cu)=3.3\times {10}^{-7}$ кг/кл. Переведем это в моль/кулон, используя молярную массу меди.

$k(Cu)=\frac{m(Cu)}{Q}=\frac{m(Cu)}{z\cdot n\cdot F}$,

где $m(Cu)$ - масса меди, а $Q$ - затраченный заряд.

Разделим выражение для $k(Cu)$ на $Q$:

$$k(Cu)=\frac{m(Cu)}{Q}=\frac{m(Cu)}{z\cdot n\cdot F}$$.

Мы знаем, что $m(Cu)=128$ г и $n=2,01677$ моль, а постоянная Фарадея $F=96,485$ кулон/моль. Подставим эти значения в выражение:

$$3.3\times {10}^{-7}=\frac{128}{Q}=\frac{128}{z\cdot 2,01677\cdot 96,485}$$.

Теперь решим это уравнение относительно $Q$:

$$Q=\frac{128}{3.3\times {10}^{-7}\cdot 2,01677\cdot 96,485}\approx 2,002\times {10}^5$$ кулон.

Итак, затраченный заряд при электролизе составляет примерно $2,002\times {10}^5$ кулон.

Чтобы найти потраченную энергию, мы можем использовать формулу:
$$E=Q\cdot V$$,
где $E$ - потраченная энергия, $Q$ - затраченный заряд, а $V$ - напряжение на электролизной ванне.

Подставим известные значения:

$$E=2,002\times {10}^5\cdot 5=1,001\times {10}^6$$ Дж.

Таким образом, потраченная энергия при электролизе составляет примерно $1,001\times {10}^6$ Дж.