Câu hỏi: Điện phân dung dịch chứa 14,28 gam hỗn hợp CuSO4 và NaCl bằng dòng điện một chiều có cường độ 4A (điện cực trơ, có màng ngăn, hiệu suất 100%). Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu được dung dịch X (có pH < 7) và 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí thoát ra ở cả hai điện cực, có tỉ khối so với He là 6,2. Bỏ qua sự hoàn tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước. Giá trị của t là
A. 8685.
B. 6755.
C. 5790.
D. 7720.
A. 8685.
B. 6755.
C. 5790.
D. 7720.
Phương pháp giải:
Do dung dịch sau phản ứng có pH < 7 nên H2O đã bị điện phân ở anot.
Đặt nCuSO4 = x mol; nNaCl = y mol; ne = z mol → phương trình (1)
Viết các bán phản ứng điện phân tại catot và anot sau đó đặt mol vào các bán phản ứng.
Catot (-):
Cu2+ + 2e → Cu
2H2O + 2e → 2OH- + H2
Anot (+):
2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Từ số mol khí → phương trình (2)
Từ khối lượng khí → phương trình (3)
Giải hệ (1)(2)(3) được x, y, z.
Tính thời gian t theo công thức:
Giải chi tiết:
Do dung dịch sau phản ứng có pH < 7 nên H2O đã bị điện phân ở anot.
Đặt nCuSO4 = x mol; nNaCl = y mol; ne = z mol → 160x + 58,5y = 14,28 (1)
Catot (-):
Cu2+ + 2e → Cu
x → 2x (mol)
2H2O + 2e → 2OH- + H2
(z-2x) → (0,5z-x) (mol)
Anot (+):
2Cl- → Cl2 + 2e
y → 0,5y → y (mol)
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
(0,25z-0,25y) ← (z-y) (mol)
nkhí = (0,5z - x) + 0,5y + (0,25z - 0,25y) = 0,2 (2)
mkhí = 2.(0,5z - x) + 71.0,5y + 32.(0,25z - 0,25y) = 0,2.4.6,2 (3)
Giải hệ được x = 0,06; y = 0,08; z = 0,32.
⟹ ne = z = 0,32 mol
⟹ t =
Do dung dịch sau phản ứng có pH < 7 nên H2O đã bị điện phân ở anot.
Đặt nCuSO4 = x mol; nNaCl = y mol; ne = z mol → phương trình (1)
Viết các bán phản ứng điện phân tại catot và anot sau đó đặt mol vào các bán phản ứng.
Catot (-):
Cu2+ + 2e → Cu
2H2O + 2e → 2OH- + H2
Anot (+):
2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Từ số mol khí → phương trình (2)
Từ khối lượng khí → phương trình (3)
Giải hệ (1)(2)(3) được x, y, z.
Tính thời gian t theo công thức:
Giải chi tiết:
Do dung dịch sau phản ứng có pH < 7 nên H2O đã bị điện phân ở anot.
Đặt nCuSO4 = x mol; nNaCl = y mol; ne = z mol → 160x + 58,5y = 14,28 (1)
Catot (-):
Cu2+ + 2e → Cu
x → 2x (mol)
2H2O + 2e → 2OH- + H2
(z-2x) → (0,5z-x) (mol)
Anot (+):
2Cl- → Cl2 + 2e
y → 0,5y → y (mol)
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
(0,25z-0,25y) ← (z-y) (mol)
nkhí = (0,5z - x) + 0,5y + (0,25z - 0,25y) = 0,2 (2)
mkhí = 2.(0,5z - x) + 71.0,5y + 32.(0,25z - 0,25y) = 0,2.4.6,2 (3)
Giải hệ được x = 0,06; y = 0,08; z = 0,32.
⟹ ne = z = 0,32 mol
⟹ t =
Đáp án D.