Question

При электролизе раствора сульфата никеля на катоде, поверхность ко-
торого равна 200 см2, образовался слой никеля толщиной 0,05 мм и выделилось
1030 см3 водорода (при 20°С и давлении 760 мм рт.ст.). Определить выход ни-
келя по току, если электролиз продолжался 10 часов. Плотность никеля равна
9 г/см3.

Answer 1

Масса вещества, вступившего в реакцию на электроде, связана с количеством пропущенного электричества (силой тока и длительностью электролиза) законом Фарадея
m = [M/(n * F)] * I * τ * ВТ

Найдем массы выделившихся никеля и водорода.
Водород:
при р = const V1/T1 = V2/T2, отсюда находим объем водорода при н.у:
V2 = V1*T2/T1 = 1,03 * 273/293 = 0,96 л
Находим массу:
m(H2) = (V/Vm) * M = 0,96 * 2/22,4 = 0,086 г

Никель:
m = S * δ * ρ = 200 * 0.005 * 9 = 9 г

Закон Фарадея для никеля
m(Ni) = 59/(2*26.8) * 10 * I * BT(Ni) = 9
Закон Фарадея для водорода
m(H2) = 2/(2*26.8) * 10 * I * (1 - BT(Ni) = 0.086

Принимаем ВТ(Ni) = x; I = y
После подстановок и преобразования получаем систему уравнений:
11 * у * х = 9
0,37 * у * (1 - х) = 0,086
Решаем систему, находим х = 0,779

Ответ: ВТ(Ni) = 77,9%