题目
将含有Cd和Zn的矿样1.06g完全溶解后,在氨性溶液中用汞阴极沉积。当阴极电位维持在-0.95V(VS.SCE )时,只有 Cd沉积,在该电位下电流趋近于零时,与电解池串 联的氢氧库仑计收集到混合气体的体积为 44.61mL (25C ,101 325Pa)。在-1.3V时,Zn2+还原,与上述条件相同,当 Zn电解完全时,收集到的氢氧混合气体为 31.30 mL。求该矿中Cd和Zn的质量分数。
将含有Cd和Zn的矿样1.06g完全溶解后,在氨性溶液中用汞阴极沉积。当阴极电
位维持在-0.95V(VS.SCE )时,只有 Cd沉积,在该电位下电流趋近于零时,与电解池串 联的氢氧库仑计收集到混合气体的体积为 44.61mL (25C ,101 325Pa)。在-1.3V时,Zn2+
还原,与上述条件相同,当 Zn电解完全时,收集到的氢氧混合气体为 31.30 mL。求该矿
中Cd和Zn的质量分数。
题目解答
答案
解:依据:m=VM/(0.1741X 96485n)
所以 Cd %=m Cd/1.06=44.61 112/(0.1741 96485 X X1.06)=14.03%
Zn %= m zn /1.06=31.30 65/(0.1741 96485 >2X1.06)=5.71%
解析
步骤 1:确定Cd和Zn的电化学反应
Cd和Zn在阴极上分别发生还原反应,Cd在-0.95V时还原,Zn在-1.3V时还原。反应方程式如下:
Cd²⁺ + 2e⁻ → Cd
Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn
步骤 2:计算Cd和Zn的摩尔数
根据库仑定律,电荷量Q = It,其中I是电流,t是时间。由于电流趋近于零,可以认为电荷量Q与收集到的气体体积成正比。根据理想气体状态方程PV=nRT,可以计算出气体的摩尔数n。
步骤 3:计算Cd和Zn的质量
根据摩尔数和摩尔质量,可以计算出Cd和Zn的质量。摩尔质量分别为Cd:112.41 g/mol,Zn:65.38 g/mol。
步骤 4:计算Cd和Zn的质量分数
根据矿样的总质量,可以计算出Cd和Zn的质量分数。
Cd和Zn在阴极上分别发生还原反应,Cd在-0.95V时还原,Zn在-1.3V时还原。反应方程式如下:
Cd²⁺ + 2e⁻ → Cd
Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn
步骤 2:计算Cd和Zn的摩尔数
根据库仑定律,电荷量Q = It,其中I是电流,t是时间。由于电流趋近于零,可以认为电荷量Q与收集到的气体体积成正比。根据理想气体状态方程PV=nRT,可以计算出气体的摩尔数n。
步骤 3:计算Cd和Zn的质量
根据摩尔数和摩尔质量,可以计算出Cd和Zn的质量。摩尔质量分别为Cd:112.41 g/mol,Zn:65.38 g/mol。
步骤 4:计算Cd和Zn的质量分数
根据矿样的总质量,可以计算出Cd和Zn的质量分数。