№887 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)
Решение #1
Решение #2
Решение #3
ИИ
Разбор
Варианты ответа:
По закону Фарадея масса меди, выделившейся на катоде, равна
m = kIt,
где k — электрохимический эквивалент меди, I — сила тока, t — время. Поэтому за одинаковый небольшой промежуток времени масса меди изменяется так же, как сила тока.
а) При замене угольного анода медным такой же формы и объёма масса выделившейся меди практически не изменится: размеры электродов и сопротивление раствора останутся прежними.
б) При замене угольного катода медным масса осадившейся меди также практически не изменится.
в) При увеличении напряжения сила тока возрастёт, поэтому меди выделится больше.
г) Если долить раствор той же концентрации, погруженная площадь электродов увеличится, сопротивление электролита уменьшится. Следовательно, сила тока и масса меди возрастут.
д) При увеличении концентрации раствора становится больше носителей заряда, проводимость электролита повышается. Масса выделившейся меди увеличится.
е) При сближении электродов путь тока в растворе сокращается, сопротивление уменьшается, поэтому меди выделится больше.
ж) При уменьшении погруженной части анода рабочая площадь электрода уменьшится, сопротивление возрастёт. Масса меди уменьшится.
з) Уменьшение погруженной части катода также приведёт к увеличению сопротивления и уменьшению массы осадившейся меди.
и) При нагревании раствора подвижность ионов возрастает, сопротивление электролита уменьшается. Поэтому сила тока увеличивается и меди выделяется больше.
Проверить выводы можно по амперметру: при неизменном времени большему току соответствует большая масса выделившейся меди.
m = kIt,
где k — электрохимический эквивалент меди, I — сила тока, t — время. Поэтому за одинаковый небольшой промежуток времени масса меди изменяется так же, как сила тока.
а) При замене угольного анода медным такой же формы и объёма масса выделившейся меди практически не изменится: размеры электродов и сопротивление раствора останутся прежними.
б) При замене угольного катода медным масса осадившейся меди также практически не изменится.
в) При увеличении напряжения сила тока возрастёт, поэтому меди выделится больше.
г) Если долить раствор той же концентрации, погруженная площадь электродов увеличится, сопротивление электролита уменьшится. Следовательно, сила тока и масса меди возрастут.
д) При увеличении концентрации раствора становится больше носителей заряда, проводимость электролита повышается. Масса выделившейся меди увеличится.
е) При сближении электродов путь тока в растворе сокращается, сопротивление уменьшается, поэтому меди выделится больше.
ж) При уменьшении погруженной части анода рабочая площадь электрода уменьшится, сопротивление возрастёт. Масса меди уменьшится.
з) Уменьшение погруженной части катода также приведёт к увеличению сопротивления и уменьшению массы осадившейся меди.
и) При нагревании раствора подвижность ионов возрастает, сопротивление электролита уменьшается. Поэтому сила тока увеличивается и меди выделяется больше.
Проверить выводы можно по амперметру: при неизменном времени большему току соответствует большая масса выделившейся меди.
За одинаковое время количество выделившейся меди определяется прошедшим через раствор зарядом:
m = kq = kIt.
Значит, по изменению силы тока можно определить, как изменится масса осадка.
Масса меди увеличится в случаях в), г), д), е), и):
— повышение напряжения усиливает ток;
— после доливания раствора того же состава увеличивается погруженная площадь электродов;
— более концентрированный раствор лучше проводит ток благодаря большему числу ионов;
— при сближении электродов уменьшается длина участка раствора, через который проходит ток;
— нагревание повышает подвижность ионов.
Во всех этих случаях сопротивление ванны уменьшается или напряжение возрастает, поэтому ток становится больше.
Масса меди уменьшится в случаях ж) и з). Если сократить погруженную часть анода или катода, площадь соприкосновения электрода с электролитом станет меньше, сопротивление возрастёт, а ток ослабеет.
В случаях а) и б) заметного изменения массы осадка не произойдёт. Замена угольного электрода медным той же формы и размера не меняет площади погруженной поверхности и расстояния между электродами. Материал катода не влияет на количество меди, которое осаждается при прохождении одного и того же заряда.
При проверке на опыте следует сравнивать показания амперметра: чем больше сила тока, тем больше меди выделится за выбранный промежуток времени.
m = kq = kIt.
Значит, по изменению силы тока можно определить, как изменится масса осадка.
Масса меди увеличится в случаях в), г), д), е), и):
— повышение напряжения усиливает ток;
— после доливания раствора того же состава увеличивается погруженная площадь электродов;
— более концентрированный раствор лучше проводит ток благодаря большему числу ионов;
— при сближении электродов уменьшается длина участка раствора, через который проходит ток;
— нагревание повышает подвижность ионов.
Во всех этих случаях сопротивление ванны уменьшается или напряжение возрастает, поэтому ток становится больше.
Масса меди уменьшится в случаях ж) и з). Если сократить погруженную часть анода или катода, площадь соприкосновения электрода с электролитом станет меньше, сопротивление возрастёт, а ток ослабеет.
В случаях а) и б) заметного изменения массы осадка не произойдёт. Замена угольного электрода медным той же формы и размера не меняет площади погруженной поверхности и расстояния между электродами. Материал катода не влияет на количество меди, которое осаждается при прохождении одного и того же заряда.
При проверке на опыте следует сравнивать показания амперметра: чем больше сила тока, тем больше меди выделится за выбранный промежуток времени.
Для электролиза выполняется закон Фарадея: m = kIt. При одинаковом времени масса осадка пропорциональна силе тока.
а) Практически не изменится: форма и погруженная площадь анода остаются прежними.
б) Практически не изменится: количество осаждённой меди не зависит от материала катода при прежнем токе.
в) Увеличится, так как повышение напряжения усиливает ток.
г) Увеличится: уровень раствора поднимется, площадь погруженных частей электродов станет больше.
д) Увеличится, поскольку более концентрированный электролит обладает большей проводимостью.
е) Увеличится: при сближении электродов уменьшается сопротивление слоя раствора.
ж) Уменьшится из-за сокращения рабочей площади анода.
з) Уменьшится из-за сокращения рабочей площади катода.
и) Увеличится, так как при нагревании возрастает подвижность ионов и усиливается ток.
Экспериментально изменения можно оценить амперметром: большему показанию прибора за одно и то же время соответствует большая масса выделившейся меди.
а) Практически не изменится: форма и погруженная площадь анода остаются прежними.
б) Практически не изменится: количество осаждённой меди не зависит от материала катода при прежнем токе.
в) Увеличится, так как повышение напряжения усиливает ток.
г) Увеличится: уровень раствора поднимется, площадь погруженных частей электродов станет больше.
д) Увеличится, поскольку более концентрированный электролит обладает большей проводимостью.
е) Увеличится: при сближении электродов уменьшается сопротивление слоя раствора.
ж) Уменьшится из-за сокращения рабочей площади анода.
з) Уменьшится из-за сокращения рабочей площади катода.
и) Увеличится, так как при нагревании возрастает подвижность ионов и усиливается ток.
Экспериментально изменения можно оценить амперметром: большему показанию прибора за одно и то же время соответствует большая масса выделившейся меди.
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Рымкевич 10-11 класс, Просвещение:
Электрический ток пропускают через электролитическую ванну, наполненную раствором медного купороса. Угольные электроды погружены в раствор приблизительно на половину своей длины. Как изменится масса меди, выделяющейся на катоде за один и тот же небольшой промежуток времени, если: а) заменить угольный анод медным такой же формы и объема; б) заменить угольный катод медным; в) увеличить напряжение на электродах; г) долить электролит той же концентрации; д) увеличить концентрацию раствора; е) сблизить электроды; ж) уменьшить погруженную часть анода; з) уменьшить погруженную часть катода; и) нагреть раствор электролита? При возможности проверить сделанные выводы на опыте (о массе выделяющейся меди можно судить по показаниям амперметра).
