Google
Câu hỏi: Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 và KCl bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi. Sau thời gian t giây, ở anot thoát ra 2,688 lít hỗn hợp khí (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây, thể tích khỉ thoát ra ở anot gấp 3 lần thể tích khí thoát ra ở catot (đo cùng điều kiện), đồng thời khối lượng catot tăng 18,56 gam. Giá trị của m là
A. 55,34.
B. 53,42.
C. 63,46.
D. 60,87.
A. 55,34.
B. 53,42.
C. 63,46.
D. 60,87.
Quá trình điện phân:
Ở catot (–):Ở anot (+):
Cu+2 + 2e → Cu2Cl– → Cl2 + 2e
2H2O + 2C → 2OH– + H22H2O → 4H+ + O2 + 4e
Xét sau thời gian t giây: ${{n}_{khí\ ở\ anot}}=0,12 mol$
Gọi số mol Cl2 là x mol $\to {{n}_{{{O}_{2}}}}=0,12-x mol$
Ta có ${{n}_{e trao \ đổi}}=2{{n}_{C{{l}_{2}}}}+4{{n}_{{{O}_{2}}}}=2x+4\left( 0,12-x \right)=0,48-2x mol$
Xét thời gian 2t giây: ${{n}_{e trao \ đổi}}=2.\left( 0,48-2x \right)=0,96-4x mol$
Ta có: ${{n}_{C{{l}_{2}}}}=x mol\to {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{{{n}_{e trao \ đổi}}-2{{n}_{C{{l}_{2}}}}}{4}=\dfrac{0,96-4x-2x}{4}=0,24-1,5x mol$
$\to {{n}_{khí\ ở\ anot}}=x+0,24-1,5x=0,24-0,5x mol$
$\to {{n}_{{{H}_{2}}}}={{n}_{khí\ ở\ catot}}=\dfrac{1}{3}.\left( 0,24-0,5x \right)=0,08-\dfrac{0,05x}{3}mol$
Khối lượng catot tăng 18,56 gam: ${{n}_{Cu}}=\dfrac{18,56}{64}=0,29 mol$
Ta có phương trình: ${{n}_{e trao \ đổi}}=2{{n}_{Cu}}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}\Leftrightarrow 0,96-4x=2.0,29+2.\left( 0,08-\dfrac{0,5x}{3} \right)$
Bảo toàn nguyên tốn Cu, Cl: $\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}={{n}_{Cu}}=0,29 mol \\
& {{n}_{KCl}}=2{{n}_{C{{l}_{2}}}}=2x=0,12 mol \\
\end{aligned} \right.$
$\to m=0,29.188+0,12.74,5=63,46 gam$
Ở catot (–):Ở anot (+):
Cu+2 + 2e → Cu2Cl– → Cl2 + 2e
2H2O + 2C → 2OH– + H22H2O → 4H+ + O2 + 4e
Xét sau thời gian t giây: ${{n}_{khí\ ở\ anot}}=0,12 mol$
Gọi số mol Cl2 là x mol $\to {{n}_{{{O}_{2}}}}=0,12-x mol$
Ta có ${{n}_{e trao \ đổi}}=2{{n}_{C{{l}_{2}}}}+4{{n}_{{{O}_{2}}}}=2x+4\left( 0,12-x \right)=0,48-2x mol$
Xét thời gian 2t giây: ${{n}_{e trao \ đổi}}=2.\left( 0,48-2x \right)=0,96-4x mol$
Ta có: ${{n}_{C{{l}_{2}}}}=x mol\to {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{{{n}_{e trao \ đổi}}-2{{n}_{C{{l}_{2}}}}}{4}=\dfrac{0,96-4x-2x}{4}=0,24-1,5x mol$
$\to {{n}_{khí\ ở\ anot}}=x+0,24-1,5x=0,24-0,5x mol$
$\to {{n}_{{{H}_{2}}}}={{n}_{khí\ ở\ catot}}=\dfrac{1}{3}.\left( 0,24-0,5x \right)=0,08-\dfrac{0,05x}{3}mol$
Khối lượng catot tăng 18,56 gam: ${{n}_{Cu}}=\dfrac{18,56}{64}=0,29 mol$
Ta có phương trình: ${{n}_{e trao \ đổi}}=2{{n}_{Cu}}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}\Leftrightarrow 0,96-4x=2.0,29+2.\left( 0,08-\dfrac{0,5x}{3} \right)$
Bảo toàn nguyên tốn Cu, Cl: $\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}={{n}_{Cu}}=0,29 mol \\
& {{n}_{KCl}}=2{{n}_{C{{l}_{2}}}}=2x=0,12 mol \\
\end{aligned} \right.$
$\to m=0,29.188+0,12.74,5=63,46 gam$
Đáp án C.