题目
用电流强度为 5 , (A) 的直流电电解稀硫酸溶液，假设电流效率为 100%，在 300 , (K), 101325 , (Pa) 下，如欲获得氧气和氢气各 0.001 , (m)^3，需分别通电多少时间？
用电流强度为 $5 \, \text{A}$ 的直流电电解稀硫酸溶液，假设电流效率为 $100\%$，在 $300 \, \text{K}$, $101325 \, \text{Pa}$ 下，如欲获得氧气和氢气各 $0.001 \, \text{m}^3$，需分别通电多少时间？
题目解答
答案
根据气体状态方程，$ n = \frac{pV}{RT} = \frac{101325 \times 0.001}{8.314 \times 300} \approx 0.0406 \, mol $。
对于 $ H_2 $：
\[
Q = 0.0812 \, mol \times 96485 \, C/mol \approx 7830 \, C, \quad t = \frac{7830}{5} = 1566 \, s
\]
对于 $ O_2 $：
\[
Q = 0.1624 \, mol \times 96485 \, C/mol \approx 15660 \, C, \quad t = \frac{15660}{5} = 3132 \, s
\]
最终结果：
- 获得 0.001 m³ $ H_2 $ 需要 1566 秒。
- 获得 0.001 m³ $ O_2 $ 需要 3132 秒。