Google
Câu hỏi: Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO4, y mol H2SO4 và z mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân là 100%). Khối lượng dung dịch giảm đi trong quá trình điện phân và khối lượng Al2O3 bị hòa tan tối đa trong dung dịch sau điện phân ứng với mỗi thí nghiệm được cho ở bảng dưới đây:
Biết tại catot ion Cu2+ điện phân hết thành Cu trước khi ion H+ điện phân tạo thành khí H2; cường độ dòng điện bằng nhau và không đổi trong các thí nghiệm trên. Giá trị m là bao nhiêu?
A. 82,4.
B. 85,0.
C. 88,6.
D. 72,4.
Thí nghiệm 1 | Thí nghiệm 2 | Thí nghiệm 3 | |
Thời gian điện phân (giây) | t | 2t | 3t |
Khối lượng dung dịch giảm (gam) | 40,5 | 68,6 | m |
Khối lượng Al2O3 bị hòa tan tối đa (gam) | 6,8 | 0 | 20,4 |
A. 82,4.
B. 85,0.
C. 88,6.
D. 72,4.
Lúc 2t giây có mAl2O3 = 0 nên 2 phản ứng sau đây vừa kết thúc:
CuSO4 + 2NaCl → Cu + Cl2 + Na2SO4
H2SO4 + 2NaCl → H2 + Cl2 + Na2SO4
→ nCu = x, nH2 = y và nCl2 = x + y
→ 64x + 2y + 71(x + y) = 68,6 (1)
ne trong 2t giây = 2x + 2y → ne trong t giây = x + y
Lúc t giây đầu tiên: nAl2O3 = 1/15 → nH+ = 0,4
Nếu H+ đã bị điện phân thì nH2 = y – 0,2
→ nCu = x, nH2 = y – 0,2 và nCl2 = x + y – 0,2
→ 64x + 2(y – 0,2) + 71(x + y – 0,2) = 40,5 (2)
(1) – (2) → 14,6 = 28,1: Vô lí, loại.
Vậy lúc t giây H+ chưa bị điện phân → nH+ = 2y = 0,4 (3)
(1)(3) → x = 0,4; y = 0,2
Lúc 3t giây có nAl2O3 = 0,2 → nOH- = 0,4
Trong khoảng t giây (từ 2t đến 3t) nếu Cl- vẫn chưa hết thì ne = x + y = 0,6 → nOH- = 0,6: Vô lí, loại.
Vậy Cl- đã bị điện phân hết, dung dịch lúc này chứa SO42- (x + y = 0,6) và OH- (0,4), bảo toàn điện tích → nNa+ = z = 1,6
Trong 3t giây (ne = 0,6.3 = 1,8)
Catot: nCu = 0,4 → nH2 = 0,5
Anot: nCl2 = 0,8 → nO2 = 0,05
→ m giảm = m = 85 gam
CuSO4 + 2NaCl → Cu + Cl2 + Na2SO4
H2SO4 + 2NaCl → H2 + Cl2 + Na2SO4
→ nCu = x, nH2 = y và nCl2 = x + y
→ 64x + 2y + 71(x + y) = 68,6 (1)
ne trong 2t giây = 2x + 2y → ne trong t giây = x + y
Lúc t giây đầu tiên: nAl2O3 = 1/15 → nH+ = 0,4
Nếu H+ đã bị điện phân thì nH2 = y – 0,2
→ nCu = x, nH2 = y – 0,2 và nCl2 = x + y – 0,2
→ 64x + 2(y – 0,2) + 71(x + y – 0,2) = 40,5 (2)
(1) – (2) → 14,6 = 28,1: Vô lí, loại.
Vậy lúc t giây H+ chưa bị điện phân → nH+ = 2y = 0,4 (3)
(1)(3) → x = 0,4; y = 0,2
Lúc 3t giây có nAl2O3 = 0,2 → nOH- = 0,4
Trong khoảng t giây (từ 2t đến 3t) nếu Cl- vẫn chưa hết thì ne = x + y = 0,6 → nOH- = 0,6: Vô lí, loại.
Vậy Cl- đã bị điện phân hết, dung dịch lúc này chứa SO42- (x + y = 0,6) và OH- (0,4), bảo toàn điện tích → nNa+ = z = 1,6
Trong 3t giây (ne = 0,6.3 = 1,8)
Catot: nCu = 0,4 → nH2 = 0,5
Anot: nCl2 = 0,8 → nO2 = 0,05
→ m giảm = m = 85 gam
Đáp án B.