Google
Câu hỏi: Cho hỗn hợp Q gồm Na2CO3.NaHCO3.2H2O (p gam) và CuCO3.Cu(OH)2 tác dụng với dung dịch chứa HCl xM và H2SO4 0,25xM, thu được dung dịch Y chứa các chất tan (không chứa ion HSO4-). Điện phân dung dịch Y với điện cực trơ, có màng ngăn xốp. Lượng khí sinh ra từ quá trình điện phân và khối lượng kết tủa tạo thành khi cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch sau điện phân ứng với mỗi thí nghiệm được cho ở bảng dưới đây:
Biết các quá trình phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị lớn nhất của p là ?
A. 27,12.
B. 9,04.
C. 18,08.
D. 13,56.
| Thí nghiệm 1 | Thí nghiệm 2 | Thí nghiệm 3 |
Thời gian điện phân (giây) | t | 3t | 4t |
Lượng khí sinh ra từ bình điện phân (mol) | a | a + 0,14 | a + 0,2 |
Khối lượng kết tủa tạo thành (gam) | m + 1,96 | m | m |
A. 27,12.
B. 9,04.
C. 18,08.
D. 13,56.
Thời điểm t giây: nCu2+ = nCu(OH)2 = 1,96/98 = 0,02
TH1: Lúc 3t anot chưa có O2:
Trong 2t giây (tính từ t đến 3t):
Catot: nCu = 0,02; nH2 = y
Anot: nCl2 = 0,14 – y
Bảo toàn electron: 0,02.2 + 2y = 2(0,14 – y) → y = 0,06
→ ne trong 2t giây = 0,16 → ne trong t giây = 0,08 → a = 0,04
Trong t giây (tính từ 3t đến 4t):
Catot có nH2 = 0,04 → n khí anot = 0,2 – 0,14 – 0,04 = 0,02 → Chỉ có O2.
Từ 0 tới 3t (ne = 0,24): nCu = 0,06; nH2 = 0,06; nCl2 = 0,12
→ Y chứa Cu2+ (0,06), Cl- (0,24), SO42- (0,06), H+ dư (có thể có), bảo toàn điện tích → nNa+ ≤ 0,24 (Dấu bằng xảy ra khi Y không chứa H+ dư)
Bảo toàn Na → nNa2CO3.NaHCO3.2H2O ≤ 0,24/3 = 0,08
→ mNa2CO3.NaHCO3.2H2O max = 0,08.226 = 18,08
TH2: Lúc 3t anot đã có O2:
Từ 3t đến 4t khí chỉ có O2 và H2 với tổng 0,2 – 0,14 = 0,06 mol → nH2 = 0,04 và nO2 = 0,02
→ ne trong t giây = 0,08
→ ne trong 2t giây = 0,16
Trong 2t giây (tính từ t đến 3t): nCu = 0,02; nH2 = 0,06
Anot: nCl2 = u và nO2 = v → u + v + 0,06 = 0,14
ne = 2u + 4v = 0,16
→ u = 0,08; v = 0: Vô lí, trái với giả thiết lúc 3t đã có O2 nên loại.
TH1: Lúc 3t anot chưa có O2:
Trong 2t giây (tính từ t đến 3t):
Catot: nCu = 0,02; nH2 = y
Anot: nCl2 = 0,14 – y
Bảo toàn electron: 0,02.2 + 2y = 2(0,14 – y) → y = 0,06
→ ne trong 2t giây = 0,16 → ne trong t giây = 0,08 → a = 0,04
Trong t giây (tính từ 3t đến 4t):
Catot có nH2 = 0,04 → n khí anot = 0,2 – 0,14 – 0,04 = 0,02 → Chỉ có O2.
Từ 0 tới 3t (ne = 0,24): nCu = 0,06; nH2 = 0,06; nCl2 = 0,12
→ Y chứa Cu2+ (0,06), Cl- (0,24), SO42- (0,06), H+ dư (có thể có), bảo toàn điện tích → nNa+ ≤ 0,24 (Dấu bằng xảy ra khi Y không chứa H+ dư)
Bảo toàn Na → nNa2CO3.NaHCO3.2H2O ≤ 0,24/3 = 0,08
→ mNa2CO3.NaHCO3.2H2O max = 0,08.226 = 18,08
TH2: Lúc 3t anot đã có O2:
Từ 3t đến 4t khí chỉ có O2 và H2 với tổng 0,2 – 0,14 = 0,06 mol → nH2 = 0,04 và nO2 = 0,02
→ ne trong t giây = 0,08
→ ne trong 2t giây = 0,16
Trong 2t giây (tính từ t đến 3t): nCu = 0,02; nH2 = 0,06
Anot: nCl2 = u và nO2 = v → u + v + 0,06 = 0,14
ne = 2u + 4v = 0,16
→ u = 0,08; v = 0: Vô lí, trái với giả thiết lúc 3t đã có O2 nên loại.
Đáp án C.