Меню

Электрический ток пропускают через раствор медного купороса угольные

Электрический ток пропускают через раствор медного купороса угольные

Сопротивления всех резисторов в цепи, схема которой изображена на рисунке, одинаковы и равны R = 15 Ом. Найдите сопротивление цепи между точками А и В после того, как был удалён проводник, соединявший точки О´ и О´´.

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей

На рисунке показан участок цепи постоянного тока. Каково сопротивление этого участка, если  r=1Ом?

На рисунке изображена схема электрической цепи, содержащей резистор сопротивлением R = 2 Ом, два резистора сопротивлением 2R, незаряженный конденсатор ёмкостью 25 мкФ, ключ и источник постоянного напряжения с ЭДС 5 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением.

Установите соответствие между физическими величинами и их значениями через достаточно большое время после замыкания ключа. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) сила электрического тока, текущего через резистор 3

Б) напряжение на резисторе 2

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Замкнутая электрическая цепь состоит из источника тока с ЭДС \epsilonи внутренним сопротивлением r и резистора R (см. рисунок). Как изменятся напряжение на клеммах источника и количество теплоты, выделяющееся в источнике в единицу времени, если последовательно к резистору подключить ещё один такой же резистор?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Неидеальный вольтметр подсоединяют к батарейке с ЭДС 7 В и некоторым внутренним сопротивлением. В результате вольтметр показывает напряжение 6 В. Затем собирают электрическую цепь, состоящую из той же батарейки и трёх таких же одинаковых вольтметров (схема цепи показана на рисунке). Какое напряжение покажет вольтметр, обозначенный на схеме цифрой 1? Неидеальный вольтметр показывает произведение силы текущего через него тока на сопротивление вольтметра.

Школьник проводил эксперименты, соединяя друг с другом различными способами батарейку и пронумерованные лампочки. Сопротивление батарейки и соединительных проводов было пренебрежимо мало. Измерительные приборы, которые использовал школьник, можно считать идеальными. Сопротивление всех лампочек не зависит от напряжения, к которому они подключены. Ход своих экспериментов и полученные результаты школьник заносил в лабораторный журнал. Вот что написано в этом журнале.

Опыт А). Подсоединил к батарейке лампочку № 1. Сила тока через батарейку 2 А, напряжение на лампочке 8 В.

Опыт Б). Подключил лампочку № 2 последовательно с лампочкой № 1. Сила тока через лампочку №1 равна 1 А, напряжение на лампочке № 2 составляет 4 В.

Опыт В). Подсоединил параллельно с лампочкой № 2 лампочку № 3. Сила тока через лампочку № 1 примерно 1,14 А, напряжение на лампочке № 2 примерно 3,44 В.

Исходя из записей в журнале определите сопротивление лампочки № 3. (Ответ дайте в омах с точностью до десятых.)

Источник

Как решать задачи на электролиз

Накануне ЕГЭ по химии 4 июня 2018 года в интернете замелькали фотографии с задачками на электролиз и на порции. Причем вместе взятые. Напомню, что ранее задачи на электролиз в реальных экзаменационных заданиях не встречались.

Листочки выглядят примерно так:

Все это наводит на мысли, что задания реального ЕГЭ снова слили в интернет до экзамена. Что ж, завтра посмотрим.

Ну а пока хотелось бы напомнить, как решают задачи на электролиз и на порции.

Задача 1.

При проведении электролиза 500 г 16% раствора сульфата меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1,12 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 98,4 г. Вычислите массу 20%-ного раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.

Читайте также:  Чему эквивалентно количество теплоты выделившееся при прохождении электрического тока по проводнику

Решение.

Во-первых, составляем уравнение реакции электролиза раствора сульфата меди. Как это делать, подробно описано в статье Электролиз.

Находим массу чистого сульфата меди:

Количество вещества сульфата меди:

ν(CuSO4) = m/M = 80/160 = 0,5 моль

Видно, что на аноде должно выделиться 0,25 моль газа, или 5,6 л.

Однако, в условии сказано, что выделилось только 1,12 л газа. Следовательно, сульфат меди прореагировал не полностью, а только частично.

Находим количество и массу кислорода, который выделился на аноде:

Следовательно, в электролиз вступило 0,1 моль сульфата меди.

В растворе осталось 0,4 моль сульфата меди. При этом образовалось 0,1 моль серной кислоты массой 9,8 г и 0,1 моль меди выпало в осадок (масса меди 6,4 г).

При этом масса полученного раствора после электролиза mр-ра2 равна:

mр-ра2 = 500 – 1,6 – 6,4 = 492 г

Из полученного раствора отобрали порцию массой 98,4 г. При этом количество растворенных веществ поменялось. Зато не поменялась их массовая доля. Надем массовую долю сульфата меди ω(CuSO4)2 и серной кислоты ω(H2SO4) в растворе, который остался после электролиза:

Найдем массу и количество серной кислоты и массу сульфата меди в порции массой mр-ра3 = 98,4 г, которую мы отобрали:

ν(CuSO4) = m/M = 12,79/160 = 0,08 моль

Чтобы осадить ионы меди, гидроксид натрия должен прореагировать и с серной кислотой в растворе, и с сульфатом меди:

В первой реакции израсходуется 0,04 моль гидроксида натрия, во второй реакции 0,16 моль гидроксида натрия. Всего потребуется 0,2 моль гидроксида натрия. Или 8 г чистого NaOH, что соответствует 40 г 20%-ного раствора. Таким образом, ответ на листочках, распространяемых в интернете, слегка не верный.

Другие задачи на электролиз:

2. Электролиз 282 г 40%-ного раствора нитрата меди (II) остановили после того, когда масса раствора уменьшилась на 32 г. К образовавшемуся раствору добавили 140 г 40%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щелочи в полученном растворе.

3. При проведении электролиза 340 г 20%-ного раствора нитрата серебра (I) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1, 12 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 79,44 г. Вычислите массу 10%-ного раствора хлорида натрия, необходимого для полного осаждении ионов серебра из отобранной порции раствора.

4. При проведении электролиза 312 г 15%-ного раствора хлорида натрия процесс прекратили, когда на катоде выделилось 6,72 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 58,02 г. Вычислите массу 20%-ного раствора сульфата меди (II), необходимого для полного осаждения гидроксид-ионов из отобранной порции раствора.

5. Электролиз 640 г 15%-ного раствора сульфата меди (II) остановили после того, когда масса раствора уменьшилась на 32 г. К образовавшемуся раствору добавили 400 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щелочи в полученном растворе.

6. При проведении электролиза 360 г 18,75% раствора хлорида меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 4,48 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 22,2 г. Вычислите массу 20 %-ного раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.

Читайте также:  Куда направлен ток в проводнике правило левой руки

7. При проведении электролиза 624 г 10%-ного раствора хлорида бария процесс прекратили, когда на катоде выделилось 4,48 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 91,41 г. Вычислите массу 10%-ного раствора карбоната натрия, необходимого для полного осаждения ионов бария из отобранной порции раствора.

8. При проведении электролиза 500 г 16%-ного раствора сульфата меди (II) процесс прекрати, когда на аноде выделилось 1,12 л газа. К образовавшемуся раствору прибавили 53 г 10%-ного раствора карбоната натрия. Определите массовую долю сульфата меди (II) в полученном растворе.

Источник

Прохождение тока через растворы

Механизм прохождения тока через растворРис. 75. Механизм прохождения тока через раствор

По современным воззрениям, электрический ток в металлических проводниках — это поток электронов, передвигающихся от отрицательного полюса источника тока к положительному полюсу.

Источник тока, например гальванический элемент, представляет собой прибор, в котором на отрицательном полюсе накапливается больше электронов, чем на положительном, отчего на первом создается как бы некоторое давление электронов. Если соединить полюсы элемента металлической проволокой, то под влиянием этого давления электроны начинают передвигаться по проволоке от отрицательного полюса к положительному так же, как газ переходит от места, где давление больше, туда, где давление меньше. Убыль электронов у отрицательного полюса сейчас же пополняется за счет источника тока, вследствие чего происходит непрерывная циркуляция электронов в проводнике, соединяющем полюсы. Источник тока действует подобно насосу, который засасывает электроны через положительный полюс и снова выталкивает их в проводник через отрицательный полюс.

Если разрезать проволоку, то один конец ее зарядится отрицательно, так как на нем накопится избыток электронов, а дру гой, вследствие недостатка электронов, зарядится положительно; на этом движение электронов по проволоке прекратится.

Положим теперь, что в раствор электролита, например соляной кислоты, опущены два электрода, соединенные с полюсами источника тока, и следовательно, заряженные один положительно, другой — отрицательно. Вода сама по себе не проводник, и электроны не могут перемещаться в ней, как в проволоке, но находящиеся в растворе ионы, притягиваясь к электродам, тотчас же начинают передвигаться по двум противоположным направлениям: положительные ионы двигаются к катоду, отрицательные— к аноду (рис. 75). Достигая катода, положительные ионы получают от него недостающие им электроны и становятся нейтральными атомами. Одновременно с этим отрицательные ионы отдают аноду свои «лишние» электроны, тоже переходя в нейтральные атомы или остатки молекул. Благодаря непрерывному переходу электронов с катода на ионы и с ионов на анод поддерживается движение электронов в проводах, соединяющих полюсы элемента с электродами. В самом же растворе движутся не электроны, а положительно и отрицательно заряженные ионы. Последние как бы переносят электроны через раствор от катода к аноду, хотя в действительности анионы отдают аноду не те электроны, которые перешли из катода в раствор, а свои собственные.

Из сказанного ясно, что растворы, не содержащие ионов, не могут проводить электрический ток.

Движение ионов при прохождении тока через раствор может быть обнаружено прямым опытом. Для такого опыта особенно пригодны соли, ионы которых окрашены. Возьмем, например, синий раствор медного купороса. Окраска этого раствора не может быть приписана наличию в нем ионов SO4», так как многие растворы, содержащие эти ионы, бесцветны (например, растворы H2SO4, Na2SO4, ZnSO4 и др.). Разбавленные же растворы медных солей имеют синий цвет, из чего приходится заключить, что синяя окраска зависит от присутствия ионов меди (точнее—их гидратов).

Читайте также:  Чему равна работа совершенная электрическим током в проводнике за 2 минуты

Раствор медного купаросаРис. 76. Трубки с раствором медного купороса: а — до пропускания электрического тока; б — после пропускания электрического тока.

Чтобы наблюдать движение этих ионов, в U-образную трубку (рис. 76) наливают раствор медного купороса в теплой воде, содержащий немного агар-агара (органическое вещество, получаемое из морских водорослей). По охлаждении раствор превращается в студень, не препятствующий сколько-нибудь заметно движению ионов. Поверх этого студня в оба колена трубки наливают бесцветный раствор какой-нибудь соли, например KNO3, к которому тоже прибавлен агар-агар. При пропускании тока синие ионы меди направляются к отрицательному электроду и постепенно окрашивают бесцветный слой агар-агара в левом колене трубки снизу вверх в синий цвет. В то же время в правом колене трубки граница между синим и бесцветным растворами опускается.

Перемещение ионов происходит с различной скоростью, зависящей, кроме природы ионов, также от температуры, и от напряжения тока. Чем выше температура и чем больше напряжение тока, тем быстрее движутся ионы. Наибольшей скоростью движения обладают ионы водорода,_но все же и они переме щаются очень медленно, всего лишь на 0,2 см в минуту при температуре 18° и падении напряжения в 1 вольт на 1см. Скорости некоторых других ионов при тех же условиях выражаются следующими цифрами: ОН’ — 0,111 см/мин, Na • — 0,027 см/мин, Сl’— 0,0415 см/мин, NO3‘ —0,039 см/мин

Вы читаете, статья на тему Прохождение тока через растворы

Источник



Через раствор медного купороса пропускают ток, изменяющийся по линейному во времени закону

Условие задачи:

Через раствор медного купороса пропускают ток, изменяющийся по линейному во времени закону \(I=10-0,02t\) (А). Сколько меди выделится на катоде через 200 с после пропускания такого тока?

Задача №7.3.24 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Решение задачи:

Схема к решению задачи

Для нахождения массы меди, выделившейся на катоде, необходимо использовать объединенный закон Фарадея:

Здесь \(F\) – число Фарадея, равное 96600 Кл/моль; \(M\) – молярная масса меди, равная 0,064 кг/моль; \(n\) – валентность меди, равная 2.

Произведение тока \(I\) на время \(t\) равно заряду \(q\), протекшему через электролит, поэтому можем представить формулу (1) в виде:

Заряд \(q\) можно найти, если построить график данной в условии линейной функции. Очевидно, что начальный ток \(I_0\) (то есть ток в момент времени \(t=0\) с) равен 10 А, а конечный \(I_1\) (то есть ток в момент времени \(t=200\) с):

\[I_1 = 10 – 0,02 \cdot 200 = 6\;А\]

Если теперь построить график этой линейной функции (а мы это можем сделать, поскольку знаем координат двух точек), то заряд \(q\) равен площади фигуры под графиком функции (смотрите рисунок). Эта фигура является трапецией, поэтому:

Посчитаем численное значение \(q\):

\[q = \frac<1> <2>\cdot (10 + 6) \cdot 200 = 1600\;Кл\]

В итоге масса \(m\) равна:

Ответ: 0,53 г.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Источник