Две электролитические ванны соединены последовательно. В первой ванне выделилось 3,9г цинка, во второй за то же время 2,24г железа. Цинк двухвалентный. Найти валентность железа. (М (Fe) = 56 · 10-3кг / моль, М (Zn) = 65 · 10-3кг / моль)

Объяснение:

Дано:

m(Zn) = 3,9 гр = 3,9×10⁻³ кг

m(Fe) = 2,24 гр = 2,24×10⁻³ кг

М(Fe) = 56×10⁻³ кг/моль

М(Zn) = 65×10⁻³ кг/моль

Z(Zn) = 2

Найти:

Z(Fe) - ?

1) Через последовательно включенные ванны будут протекать одинаковым токам. В этой связи мы запишем для выделяющихся на катоде металлов объединенный законом Фарадея:

m(Zn) = 1/F × M(Zn)/Z(Zn) × It

m(Fe) = 1/F × M(Fe)/Z(Fe) × It

2) Разрешим уравнения (1) относительно силы тока и приравняем их:

m(Zn)×F×Z(Zn)/M(Zn) = m(Fe)×F×Z(Fe)/M(Fe)

m(Zn)×Z(Zn)/M(Zn) = m(Fe)×Z(Fe)/M(Fe)

3) Теперь, определяем из уравнения валентность железа Z(Fe):

m(Zn)×Z(Zn)×M(Fe) = M(Zn)×m(Fe)×Z(Fe)  

Z(Fe) = m(Zn)×Z(Zn)×M(Fe)/M(Zn)×m(Fe)

Z(Fe) = 3,9×10⁻³ кг × 2 × 56×10⁻³ кг/моль / 65×10⁻³ кг/моль × 2,24×10⁻³ кг/моль = 3,9×2×56/65×2,24 = 436,8/65×2,24 = 195/65 = 3

ответ: Z(Fe) = 3 (валентность железа равна 3)