题目
例题 需在 times 10(cm)^2 的薄铜片两面镀上0.005cm厚的Ni层(镀液-|||-用Ni(NO3)2),假定镀层能均匀分布,用2.0A的电流强度得到上述厚度的-|||-镍层时需通电多长时间?设电流效率为96.0%。已知金属镍的密度为-|||-.9gcdot (cm)^-3, Ni(s)的摩尔质量为 .69gcdot (mol)^-1
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算镀层的体积
镀层的体积可以通过镀层的面积和厚度计算得出。镀层的面积为 $10\times 10{cm}^{2}$，镀层的厚度为 $0.005cm$，镀层分布在两面，因此总面积为 $2\times 10\times 10{cm}^{2}$。镀层的体积为 $2\times 10\times 10{cm}^{2}\times 0.005cm$。
步骤 2：计算镀层的质量
镀层的质量可以通过镀层的体积和密度计算得出。镀层的密度为 $8.9g\cdot {cm}^{-3}$，因此镀层的质量为 $2\times 10\times 10{cm}^{2}\times 0.005cm\times 8.9g\cdot {cm}^{-3}$。
步骤 3：计算镀层的摩尔数
镀层的摩尔数可以通过镀层的质量和摩尔质量计算得出。镀层的摩尔质量为 $58.69g\cdot {mol}^{-1}$，因此镀层的摩尔数为 $\dfrac {2\times 10\times 10{cm}^{2}\times 0.005cm\times 8.9g\cdot {cm}^{-3}}{58.69g\cdot {mol}^{-1}}$。
步骤 4：计算电荷量
电荷量可以通过镀层的摩尔数和法拉第常数计算得出。电极反应为 ${Ni}^{2+}+2{e}^{-}\rightarrow Ni(s)$，因此每摩尔镍需要 $2F$ 的电荷量。镀层的摩尔数为 $0.1516mol$，因此电荷量为 $0.1516mol\times 2\times 96500C\cdot {mol}^{-1}$。考虑到电流效率为96.0%，实际需要的电荷量为 $\dfrac {0.1516mol\times 2\times 96500C\cdot {mol}^{-1}}{0.96}$。
步骤 5：计算通电时间
通电时间可以通过电荷量和电流强度计算得出。电流强度为 $2.0A$，因此通电时间为 $\dfrac {3.05\times {10}^{4}C}{2.0C\cdot {s}^{-1}}$。
镀层的体积可以通过镀层的面积和厚度计算得出。镀层的面积为 $10\times 10{cm}^{2}$，镀层的厚度为 $0.005cm$，镀层分布在两面，因此总面积为 $2\times 10\times 10{cm}^{2}$。镀层的体积为 $2\times 10\times 10{cm}^{2}\times 0.005cm$。
步骤 2：计算镀层的质量
镀层的质量可以通过镀层的体积和密度计算得出。镀层的密度为 $8.9g\cdot {cm}^{-3}$，因此镀层的质量为 $2\times 10\times 10{cm}^{2}\times 0.005cm\times 8.9g\cdot {cm}^{-3}$。
步骤 3：计算镀层的摩尔数
镀层的摩尔数可以通过镀层的质量和摩尔质量计算得出。镀层的摩尔质量为 $58.69g\cdot {mol}^{-1}$，因此镀层的摩尔数为 $\dfrac {2\times 10\times 10{cm}^{2}\times 0.005cm\times 8.9g\cdot {cm}^{-3}}{58.69g\cdot {mol}^{-1}}$。
步骤 4：计算电荷量
电荷量可以通过镀层的摩尔数和法拉第常数计算得出。电极反应为 ${Ni}^{2+}+2{e}^{-}\rightarrow Ni(s)$，因此每摩尔镍需要 $2F$ 的电荷量。镀层的摩尔数为 $0.1516mol$，因此电荷量为 $0.1516mol\times 2\times 96500C\cdot {mol}^{-1}$。考虑到电流效率为96.0%，实际需要的电荷量为 $\dfrac {0.1516mol\times 2\times 96500C\cdot {mol}^{-1}}{0.96}$。
步骤 5：计算通电时间
通电时间可以通过电荷量和电流强度计算得出。电流强度为 $2.0A$，因此通电时间为 $\dfrac {3.05\times {10}^{4}C}{2.0C\cdot {s}^{-1}}$。