Google
Câu hỏi: Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp gồm Cu(NO3)2, CuSO4 và NaCl ( ${{n}_{C{{l}^{-}}}}<2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}$ ) với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi 5A, hiệu suất 100%. Kết quả thí nghiệm như sau:
Giá trị của t là
A. 1158
B. 1544
C. 1737
D. 2316
| Thời gian điện phân (giây) | t | $t+2123$ | 2t |
| Tổng số mol khí ở hai điện cực | x | $x+0,055$ | $\dfrac{17}{9}x$ |
| Số mol Cu ở catot | y | $y+0,035$ | $y+0,035$ |
A. 1158
B. 1544
C. 1737
D. 2316
Trong khoảng thời gian 2123 giây: ${{n}_{e\text{ trao doi}}}=\dfrac{5.2123}{96500}=0,11\ mol$.
Catot: ${{n}_{Cu}}=0,035\ mol\to {{n}_{{{H}_{2}}}}=\dfrac{0,11-2.0,035}{2}=0,02\ mol$
Anot: Khí thu được gồm Cl2 (a mol) và O2 (b mol).
Ta có hệ phương trình: $\left\{ \begin{aligned}
& a+b+0,02=0,055 \\
& 2\text{a}+4b=0,11 \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,015 \\
& b=0,02 \\
\end{aligned} \right.$
→ Tại t giây, khí thu được chỉ gồm Cl2 (x mol).
Trong khoảng thời gian từ $(t+2123)$ giây đến 2t giây chỉ là điện phân H2O nên phần khí tăng thêm là:
$\dfrac{17}{9}x-(x+0,055)=\dfrac{8}{9}x-0,055$ chỉ gồm H2 và O2.
Phương trình điện phân nước: 2H2O → 2H2 + O2.
Ta có: ${{n}_{{{H}_{2}}}}=2{{n}_{{{O}_{2}}}}\to \left\{ \begin{aligned}
& {{O}_{2}}:\dfrac{8}{27}x-\dfrac{11}{600}mol \\
& {{H}_{2}}:\dfrac{16}{27}x-\dfrac{11}{300}mol \\
\end{aligned} \right.$
Trong khoảng thời gian từ t giây đến 2t giây:
Anot: $\left\{ \begin{aligned}
& C{{l}_{2}}:0,015\ mol \\
& {{O}_{2}}:0,02+\left( \dfrac{8}{27}x-\dfrac{11}{600} \right)=\dfrac{8}{27}x+\dfrac{1}{600}mol \\
\end{aligned} \right.$
Bảo toàn electron trong khoảng thời gian từ 0 đến t giây và từ t đến 2t giây (do cùng trao đổi lượng electron như nhau), ta có: $2\text{x}=2.0,015+4\left( \dfrac{8}{27}x+\dfrac{1}{600} \right)\to x=0,045$.
$\to t=\dfrac{{{n}_{\text{e trao doi}}}.F}{I}=\dfrac{2.0,045.96500}{5}=1737$ giây.
Catot: ${{n}_{Cu}}=0,035\ mol\to {{n}_{{{H}_{2}}}}=\dfrac{0,11-2.0,035}{2}=0,02\ mol$
Anot: Khí thu được gồm Cl2 (a mol) và O2 (b mol).
Ta có hệ phương trình: $\left\{ \begin{aligned}
& a+b+0,02=0,055 \\
& 2\text{a}+4b=0,11 \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,015 \\
& b=0,02 \\
\end{aligned} \right.$
→ Tại t giây, khí thu được chỉ gồm Cl2 (x mol).
Trong khoảng thời gian từ $(t+2123)$ giây đến 2t giây chỉ là điện phân H2O nên phần khí tăng thêm là:
$\dfrac{17}{9}x-(x+0,055)=\dfrac{8}{9}x-0,055$ chỉ gồm H2 và O2.
Phương trình điện phân nước: 2H2O → 2H2 + O2.
Ta có: ${{n}_{{{H}_{2}}}}=2{{n}_{{{O}_{2}}}}\to \left\{ \begin{aligned}
& {{O}_{2}}:\dfrac{8}{27}x-\dfrac{11}{600}mol \\
& {{H}_{2}}:\dfrac{16}{27}x-\dfrac{11}{300}mol \\
\end{aligned} \right.$
Trong khoảng thời gian từ t giây đến 2t giây:
Anot: $\left\{ \begin{aligned}
& C{{l}_{2}}:0,015\ mol \\
& {{O}_{2}}:0,02+\left( \dfrac{8}{27}x-\dfrac{11}{600} \right)=\dfrac{8}{27}x+\dfrac{1}{600}mol \\
\end{aligned} \right.$
Bảo toàn electron trong khoảng thời gian từ 0 đến t giây và từ t đến 2t giây (do cùng trao đổi lượng electron như nhau), ta có: $2\text{x}=2.0,015+4\left( \dfrac{8}{27}x+\dfrac{1}{600} \right)\to x=0,045$.
$\to t=\dfrac{{{n}_{\text{e trao doi}}}.F}{I}=\dfrac{2.0,045.96500}{5}=1737$ giây.
Đáp án C.