Google
Câu hỏi: Cho một lượng tinh thể Cu(NO3)2.7H2O vào dung dịch chứa 0,16 mol NaCl thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp, trong thời gian t giây ở anot thoát ra 3,584 lít khí (đktc) và thu được dung dịch Y. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thoát ra ở 2 cực là 8,96 lít (đktc). Cho m gam bột Fe vào dung dịch Y, kết thúc phản ứng thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 0,6m gam rắn. Giá trị của m là
A. 28
B. 14
C. 14,4
D. 15,68
A. 28
B. 14
C. 14,4
D. 15,68
Sau thời gian t giây:
$C{{u}^{2+}}+2\text{e}\to Cu$ $2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2\text{e}$
0,160,08
$2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+{{O}_{2}}+4\text{e}$
$n\uparrow an\text{o}t=0,15\to {{n}_{{{O}_{2}}}}=0,08\to {{n}_{{{H}^{+}}}}=0,32$
$\to {{n}_{e(-)}}=0,08.2+0,08.4=0,48$
$\to {{n}_{C{{u}^{2+}}(\text{phản ứng)}}}=\dfrac{0,48}{2}=0,24$
Sau thời gian 2t giây: $\to {{n}_{e(-)}}=2{{n}_{e(-)(t\text{ s)}}}=0,96$
$C{{u}^{2+}}+2\text{e}\to Cu$ $2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2\text{e}$
0,160,08
$2{{H}_{2}}O+2\text{e}\to 2\text{O}{{H}^{-}}+{{H}_{2}}$ $2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+{{O}_{2}}+4\text{e}$
${{n}_{e(-)}}=0,96\to {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{0,96-0,16}{4}=0,2$
${{n}_{\uparrow }}=0,4\to {{n}_{{{H}_{2}}}}=0,4-0,08-0,2=0,12$
${{n}_{e(+)}}=0,96\to {{n}_{C{{u}^{2+}}\text{ ban đầu}}}=\dfrac{0,96-0,12.2}{2}=0,36\to {{n}_{NO_{3}^{-}}}=2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}=0,72$
$\to {{n}_{C{{u}^{2+}}(Y)}}={{n}_{C{{u}^{2+}}\text{ ban đầu}}}-{{n}_{C{{u}^{2+}}(\text{phản ứng)}}}=0,36-0,24=0,12$
Vậy dung dịch Y chứa: $\left\{ \begin{aligned}
& C{{u}^{2+}}:0,12 \\
& NO_{3}^{-}:0,72 \\
& {{H}^{+}}:0,32 \\
& N{{a}^{+}}:0,16 \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{F\text{e}:m}\left\{ \begin{aligned}
& Y \\
& 0,6m\text{ rắn} \\
& \text{NO} \\
\end{aligned} \right.$
$F\text{e}\to F{{\text{e}}^{2+}}+2\text{e}$ $4{{H}^{+}}+NO_{3}^{-}+3\text{e}\to NO+2{{H}_{2}}O$
0,32 0,72 → 0,24
$C{{u}^{2+}}+2\text{e}\to Cu$
0,120,24
BT e $\to {{n}_{F{{\text{e}}^{2+}}}}=0,24$
Bảo toàn khối lượng kim loại Cu và Fe:
$0,12.64+m=0,6m+0,24.56$
$\to m=14,4\text{ (g)}$.
$C{{u}^{2+}}+2\text{e}\to Cu$ $2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2\text{e}$
0,160,08
$2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+{{O}_{2}}+4\text{e}$
$n\uparrow an\text{o}t=0,15\to {{n}_{{{O}_{2}}}}=0,08\to {{n}_{{{H}^{+}}}}=0,32$
$\to {{n}_{e(-)}}=0,08.2+0,08.4=0,48$
$\to {{n}_{C{{u}^{2+}}(\text{phản ứng)}}}=\dfrac{0,48}{2}=0,24$
Sau thời gian 2t giây: $\to {{n}_{e(-)}}=2{{n}_{e(-)(t\text{ s)}}}=0,96$
$C{{u}^{2+}}+2\text{e}\to Cu$ $2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2\text{e}$
0,160,08
$2{{H}_{2}}O+2\text{e}\to 2\text{O}{{H}^{-}}+{{H}_{2}}$ $2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+{{O}_{2}}+4\text{e}$
${{n}_{e(-)}}=0,96\to {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{0,96-0,16}{4}=0,2$
${{n}_{\uparrow }}=0,4\to {{n}_{{{H}_{2}}}}=0,4-0,08-0,2=0,12$
${{n}_{e(+)}}=0,96\to {{n}_{C{{u}^{2+}}\text{ ban đầu}}}=\dfrac{0,96-0,12.2}{2}=0,36\to {{n}_{NO_{3}^{-}}}=2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}=0,72$
$\to {{n}_{C{{u}^{2+}}(Y)}}={{n}_{C{{u}^{2+}}\text{ ban đầu}}}-{{n}_{C{{u}^{2+}}(\text{phản ứng)}}}=0,36-0,24=0,12$
Vậy dung dịch Y chứa: $\left\{ \begin{aligned}
& C{{u}^{2+}}:0,12 \\
& NO_{3}^{-}:0,72 \\
& {{H}^{+}}:0,32 \\
& N{{a}^{+}}:0,16 \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{F\text{e}:m}\left\{ \begin{aligned}
& Y \\
& 0,6m\text{ rắn} \\
& \text{NO} \\
\end{aligned} \right.$
$F\text{e}\to F{{\text{e}}^{2+}}+2\text{e}$ $4{{H}^{+}}+NO_{3}^{-}+3\text{e}\to NO+2{{H}_{2}}O$
0,32 0,72 → 0,24
$C{{u}^{2+}}+2\text{e}\to Cu$
0,120,24
BT e $\to {{n}_{F{{\text{e}}^{2+}}}}=0,24$
Bảo toàn khối lượng kim loại Cu và Fe:
$0,12.64+m=0,6m+0,24.56$
$\to m=14,4\text{ (g)}$.
Đáp án C.