Google
Câu hỏi: Điện phân 400 ml (không đổi) dung dịch gồm $NaCl,HCl$ và $CuC{{l}_{2}}$ 0,02M (điện cực trơ, màng ngăn xốp) với cường độ dòng điện bằng $1,93A.$ Mối liên hệ giữa thời gian điện phân và pH của dung dịch điện phân được biểu diễn dưới đây.
Giá trị của t trên đồ thị là
A. 3600
B. 3000
C. 1800
D. 1200
Giá trị của t trên đồ thị là
A. 3600
B. 3000
C. 1800
D. 1200
Phương pháp:
*Đoạn 1: pH không thay đổi trong khoảng thời gian catot khử $C{{u}^{2+}}$ và anot oxi hóa ion $C{{l}^{-}}.$
Catot: $C{{u}^{2+}}+2e\to Cu~$
=> ${{n}_{e}}$ đoạn 1= $2.{{n}_{C{{u}^{2+}}}}$
*Đoạn 2: pH tăng nhanh chóng do H' bị khử cho tới khi hết tại catot:
Catot: $2{{H}^{+}}+2e\to {{H}_{2}}~$
=> ${{n}_{e}}$ đoạn 2= ${{n}_{{{H}^{+}}}}$
*Đoạn 3: pH tiếp tục tăng, dung dịch chuyển sang môi trường kiềm do ${{H}_{2}}O$ bị khử tại catot tạo $O{{H}^{-}}.$ Catot: $2{{H}_{2}}O+2e\to 2O{{H}^{-}}+{{H}_{2}}~$
→ ${{n}_{e}}$ đoạn3 = ${{n}_{O{{H}^{-}}}}$
Vậy số mol electron trao đổi trong cả 3 giai đoạn bằng
${{n}_{e}}$ trao đổi = ${{n}_{e}}$ đoạn 1 + ${{n}_{e}}$ đoạn 2 + ${{n}_{e}}$ đoạn 3
Mặt khác ta có: ${{n}_{e}}$ trao đổi = It/F. Từ đó tính được giá trị t.
Hướng dẫn giải:
Ta có: ${{n}_{CuC{{l}_{2}}}}$ = 0,4.0,02 = 0,008 (mol)
Ban đầu: pH= 2 $\to \left[ {{H}^{+}} \right]=$ ${{10}^{2}}$ (M) = 0,01 M $\to {{n}_{HCl}}$ = 0,01.0,4 = 0,004 mol
*Đoạn 1: pH không thay đổi trong khoảng thời gian catot khử $C{{u}^{2+}}$ và anot oxi hóa ion $C{{l}^{-}}.$
Catot: $C{{u}^{2+}}+2e\to Cu~$
=> ${{n}_{e}}$ đoạn 1= $2.{{n}_{C{{u}^{2+}}}}$ = 2.0,008 = 0,016 (mol)
*Đoạn 2: pH tăng nhanh chóng do H' bị khử cho tới khi hết tại catot:
Catot: $2{{H}^{+}}+2e\to {{H}_{2}}~$
=> ${{n}_{e}}$ đoạn 2= ${{n}_{{{H}^{+}}}}$ = 0,004 mol
*Đoạn 3: pH tiếp tục tăng, dung dịch chuyển sang môi trường kiềm do ${{H}_{2}}O$ bị khử tại catot tạo $O{{H}^{-}}.$
Ta có: pH= 13 $\to \left[ {{H}^{+}} \right]=$ ${{10}^{-13M}}$ $\to \left[ O{{H}^{-}} \right]=$ 0,1 M $\to {{n}_{OH-}}$ = 0,4.0,1 = 0,04 mol
Catot: $2{{H}_{2}}O+2e\to 2O{{H}^{-}}+{{H}_{2}}~$
Ta có: ${{n}_{e}}$ đoạn3 = ${{n}_{O{{H}^{-}}}}$ = 0,04 mol
Vậy số mol electron trao đổi trong cả 3 giai đoạn bằng
${{n}_{e}}$ trao đổi = ${{n}_{e}}$ đoạn 1 + ${{n}_{e}}$ đoạn 2 + ${{n}_{e}}$ đoạn 3= 0,016 + 0,004 + 0,04 = 0,06 (mol)
Mặt khác ta có: ${{n}_{e}}$ trao đổi = It/F $\to $ t = 0,06.96500/1,93 = 3000 (s)
*Đoạn 1: pH không thay đổi trong khoảng thời gian catot khử $C{{u}^{2+}}$ và anot oxi hóa ion $C{{l}^{-}}.$
Catot: $C{{u}^{2+}}+2e\to Cu~$
=> ${{n}_{e}}$ đoạn 1= $2.{{n}_{C{{u}^{2+}}}}$
*Đoạn 2: pH tăng nhanh chóng do H' bị khử cho tới khi hết tại catot:
Catot: $2{{H}^{+}}+2e\to {{H}_{2}}~$
=> ${{n}_{e}}$ đoạn 2= ${{n}_{{{H}^{+}}}}$
*Đoạn 3: pH tiếp tục tăng, dung dịch chuyển sang môi trường kiềm do ${{H}_{2}}O$ bị khử tại catot tạo $O{{H}^{-}}.$ Catot: $2{{H}_{2}}O+2e\to 2O{{H}^{-}}+{{H}_{2}}~$
→ ${{n}_{e}}$ đoạn3 = ${{n}_{O{{H}^{-}}}}$
Vậy số mol electron trao đổi trong cả 3 giai đoạn bằng
${{n}_{e}}$ trao đổi = ${{n}_{e}}$ đoạn 1 + ${{n}_{e}}$ đoạn 2 + ${{n}_{e}}$ đoạn 3
Mặt khác ta có: ${{n}_{e}}$ trao đổi = It/F. Từ đó tính được giá trị t.
Hướng dẫn giải:
Ta có: ${{n}_{CuC{{l}_{2}}}}$ = 0,4.0,02 = 0,008 (mol)
Ban đầu: pH= 2 $\to \left[ {{H}^{+}} \right]=$ ${{10}^{2}}$ (M) = 0,01 M $\to {{n}_{HCl}}$ = 0,01.0,4 = 0,004 mol
*Đoạn 1: pH không thay đổi trong khoảng thời gian catot khử $C{{u}^{2+}}$ và anot oxi hóa ion $C{{l}^{-}}.$
Catot: $C{{u}^{2+}}+2e\to Cu~$
=> ${{n}_{e}}$ đoạn 1= $2.{{n}_{C{{u}^{2+}}}}$ = 2.0,008 = 0,016 (mol)
*Đoạn 2: pH tăng nhanh chóng do H' bị khử cho tới khi hết tại catot:
Catot: $2{{H}^{+}}+2e\to {{H}_{2}}~$
=> ${{n}_{e}}$ đoạn 2= ${{n}_{{{H}^{+}}}}$ = 0,004 mol
*Đoạn 3: pH tiếp tục tăng, dung dịch chuyển sang môi trường kiềm do ${{H}_{2}}O$ bị khử tại catot tạo $O{{H}^{-}}.$
Ta có: pH= 13 $\to \left[ {{H}^{+}} \right]=$ ${{10}^{-13M}}$ $\to \left[ O{{H}^{-}} \right]=$ 0,1 M $\to {{n}_{OH-}}$ = 0,4.0,1 = 0,04 mol
Catot: $2{{H}_{2}}O+2e\to 2O{{H}^{-}}+{{H}_{2}}~$
Ta có: ${{n}_{e}}$ đoạn3 = ${{n}_{O{{H}^{-}}}}$ = 0,04 mol
Vậy số mol electron trao đổi trong cả 3 giai đoạn bằng
${{n}_{e}}$ trao đổi = ${{n}_{e}}$ đoạn 1 + ${{n}_{e}}$ đoạn 2 + ${{n}_{e}}$ đoạn 3= 0,016 + 0,004 + 0,04 = 0,06 (mol)
Mặt khác ta có: ${{n}_{e}}$ trao đổi = It/F $\to $ t = 0,06.96500/1,93 = 3000 (s)
Đáp án B.