Для полного выделения меди и кадмия из 500 мл раствора содержащего

t = 1 ч = 3600 с  

I = 0,268 A  

V(H2) = 11,2 мл = 11,2*10^(-3) л  

F = 965480 Кл/моль  

Сульфат кадмия CdSO4 соль, образованная слабеньким основанием Cd(OH)2 и сильной кислотой H2SO4 которая в водном растворе гидролизуется по катиону.  

2CdSO4 + 2Н2О = (CdOH)2SO4 + H2SO4  

Cd (2+) + Н2О = CdOH(+) + Н (+) (pH lt; 7 среда кислая)  

Анодный процесс  

При электролизе растворов солей, содержащих в своем составе сульфат-ион SO4(2-) на аноде происходит электрохимическое окисление воды с выделением свободного кислорода.  

Анод (+) 2Н2О 4е = 4Н (+) + О2 (рН lt; 7)  

Катодный процесс.  

Поскольку кадмий в химическом ряду напряжений стоит после алюминия и до водорода, то на катоде сразу будут протекать два процесса возрожденье ионов Cd(2+) и возобновление ионов водорода Н (+) (поскольку среда кислая)  

Cd(2+) + 2e = Cd  

2H(+) + 2e = H2  

Суммарная реакция на катоде  

Катод (-) Cd(2+) + 2H(+) + 4e = Cd + H2  

Тогда процессы окисления возрождения, протекающие при электролизе раствора сульфата кадмия CdSO4  

2Н2О 4е = 4Н (+) + О2 1 - окисление  

Cd(2+) + 2H(+) + 4e = Cd + H2 1 возобновление  

Суммарно  

Cd(2+) + 2H(+) + 2Н2О = Cd + H2 + 4Н (+) + О2  

После приведения сходственных  

Cd(2+) + 2Н2О = Cd + H2 + 2Н (+) + О2  

Уравнение реакции в молекулярном виде  

CdSO4 + 2Н2О = Cd + H2 + Н2SO4 + О2  

Так как на катоде одновременно протекают два процесса возрожденье ионов Cd(2+) и возобновление ионов водорода H(+), то суммарное количество электричества, затраченное на восстановление ионов кадмия и водорода, будет одинаково количеству электричества, прошедшего через электролит.  

Чтоб отыскать выход по току для кадмия найдем выход по току для водорода.  

Эквивалентный объем водорода найдем как эквивалентный объем двухатомного газа при н. у.  

Vэкв (Н2) = Vm/(2*z(Н2)) = 22,4/(2*1) = 11,2 л  

Vm = 22,4 л/моль молярный объем при н. у.  

z(Н2) = 1 число связей в молекуле Н2  

По первому закону Фарадея найдем количество электричества, затраченное на возрожденье водорода объемом 11,2 мл.  

V(H2) = Vэкв (Н2)*q(H2)/F  

q(H2) = V(H2)*F/Vэкв (Н2) = 11,2*10^(-3)*96480/11,2 = 96,48 Кл  

Суммарное количество электричества, прошедшее через электролит.  

q = I*t = 0,268*3600 = 964,8 Кл  

Количество электричества, затраченное на возрождение ионов кадмия.  

q(Cd) = q q(H2) = 964,8 96,48 = 868,32 Кл  

Выход по току для кадмия  

(Cd) = [q(Cd)/q]*100% = [868,32/964,8]*100% = 90%