PAU Química 2016 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 2

2. L’electròlisi és un procés en què s’aporta energia elèctrica perquè es produeixi una reacció redox no espontània. Mitjançant l’electròlisi d’una solució aquosa de clorur de coure(II), emprant dos elèctrodes inerts de grafit, s’obté Cl2(g) a l’ànode i es diposita Cu(s) al càtode. a) Escriviu les semireaccions que tenen lloc a l’ànode i al càtode, indiqueu la polari­ tat dels elèctrodes i digueu si la semireacció és d’oxidació o de reducció. Escriviu l’equació química global que es produeix en el procés d’electròlisi. [1 punt] b) Al laboratori duem a terme l’electròlisi d’una solució aquosa de clorur de coure(II) durant 60 minuts, emprant un corrent continu d’1,30 A, i obtenim 1,54 g de Cu(s). Calculeu la massa atòmica del coure. [1 punt] Dada:  Constant de Faraday: F = 9,65 × 104 C (mol e–)–1.

Pregunta 2a Formulació. Clorur de coure(II): CuCl2 [−0,5 punts si no formulen bé] Semireaccions Ànode: 2 Cl- → Cl2 + 2 e− Càtode: Cu2+ + 2 e− → Cu [0,4 punts] Polaritat Ànode: positiu (+) Càtode: negatiu (−) [0,2 punts] Tipus de reacció Ànode: oxidació Càtode: reducció [0,2 punts] Equació química global Sumem les dues semireaccions: Cu2+ + 2 Cl− → Cu + Cl2 [0,2 punts] (també és correcte: CuCl2 → Cu + Cl2) Pregunta 2b Dades: t = 60 min x (60 s / 1 min) = 3600 s I = 1,3 A m = 1,54 g de Cu F = 9,65 x 104 C (mol e−)−1 Reacció: Cu2+ + 2 e− → Cu Càlcul dels mols de Cu: Q = I t = (1,3 A) (3600 s) = 4680 C (4680 C) x (1 mol e− / 9,65 x104 C) x (1 mol Cu / 2 mol e−) = 2,425 x 10−2 mol Cu [0,7 punts]  La puntuació per passos seria:  Càlcul de la càrrega (en C): 0,2 punts  Càlcul dels mols d’electrons: 0,2 punts  Càlcul dels mols de Cu: 0,3 punts Càlcul de la massa atòmica (o pes molecular) del Cu: Pm (Cu) = m / n = (1,54 g) / (2,425 x 10−2 mol) Pm = 63,5 g /mol [0,3 punts]  Considerem corre […]