Сколько меди было выделено при электролизе раствора сульфата меди, если в процессе работы была затрачена энергия

Для решения этой задачи нам понадобятся следующие данные: электрическая постоянная Фарадея \(F = 96,485\) Кл/моль, молярная масса меди \(M = 63,546\) г/моль, и время проведения электролиза \(t = 4\) ч.

Сначала найдем количество затраченной электрической энергии, используя формулу:

\[E = P \cdot t\],

где \(E\) - затраченная электрическая энергия, \(P\) - мощность, \(t\) - время. Подставив известные значения, получим:

\[E = 4 \, \text{кВт} \cdot 4 \, \text{ч} = 16 \, \text{кВт} \cdot \text{ч}\].

Далее, чтобы найти затраченный заряд \(Q\), воспользуемся формулой:

\[E = Q \cdot U\],

где \(Q\) - заряд, \(U\) - напряжение. Подставив известные значения, получим:

\[16 \, \text{кВт} \cdot \text{ч} = Q \cdot 6 \, \text{В}\].

Теперь можно найти затраченный заряд:

\[Q = \frac{16 \, \text{кВт} \cdot \text{ч}}{6 \, \text{В}}\].

Далее, используя формулу:

\[Q = n \cdot F\],

где \(n\) - количество заряженных частиц (молей), получаем:

\[n = \frac{Q}{F}\].

Теперь найдем массу меди, выделенной при электролизе, с помощью формулы:

\[m = n \cdot M\],

где \(m\) - масса меди. Подставив полученное значение \(n\) и известную молярную массу меди \(M\), получим:

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

Теперь все, что остается - это подставить известные значения и решить полученное уравнение:

\[m = \frac{16 \, \text{кВт} \cdot \text{ч} \cdot 63,546 \, \text{г/моль}}{6 \, \text{В} \cdot 96,485 \, \text{Кл/моль}}\].

Подставив значения в калькулятор, получим около 10,515 г меди.

Таким образом, при электролизе раствора сульфата меди выделилось примерно 10,515 г меди.