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%). Lượng khí sinh ra từ 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. Tổng giá trị (x + y + z) bằng
A. 1,8.
B. 1,6.
C. 2,0.
D. 2,2.
thí nghiệm 1 | thí nghiệm 2 | thí nghiệm 3 | |
| Thời gian điện phân (giây) | t | 2t | 3t |
| Lượng khí sinh ra từ bình điện phân (mol) | 0,32 | 0,80 | 1,20 |
| Khối lượng Al2O3 bị hòa tan tối đa (gam) | 8,16 | 0 | 8,16 |
A. 1,8.
B. 1,6.
C. 2,0.
D. 2,2.
Phân tích quá trình điện phân
+ Thí nghiệm 1: Cu2+ điện phân trước, H+ chưa điện phân hoặc chỉ điện phân một phần.
+ Thí nghiệm 2: Cu2+, H+ điện phân vừa hết.
+ Thí nghiệm 3: Cu2+, H+ đã điện phân hết, H2O đã điện phân tại catot.
Thí nghiệm 2: ${{\text{n}}_{\text{e}}}\text{ = 2a}\Rightarrow \left\langle \begin{aligned}
& {{\text{H}}^{\text{+}}}\text{ he }\!\!\acute{\mathrm{a}}\!\!\text{ t}\to \text{C}{{\text{u}}^{\text{2+}}}\text{ he }\!\!\acute{\mathrm{a}}\!\!\text{ t} \\
& {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{: y; C}{{\text{l}}_{\text{2}}}\text{: a} \\
\end{aligned} \right.\to \text{a + y = 0,8 (1)}$
Thí nghiệm 1: $\left\langle \begin{aligned}
& {{\text{n}}_{\text{e}}}\text{ = a} \\
& \text{H}_{\text{d }\!\!\ddot{\mathrm{o}}\!\!}^{\text{+}}\text{ = 0,48} \\
\end{aligned} \right.\to {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{: y}-\text{0,24; C}{{\text{l}}_{\text{2}}}\text{: 0,5a}\Rightarrow \text{0,5a + y}-\text{0,24 = 0,32 (2)}$
Từ (1) và (2)$\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& \text{a = 0,48} \\
& \text{y = 0,32} \\
\end{aligned} \right. $. BT e tại catot: $ \text{x = }\dfrac{\text{0,48}-\text{0,16}}{2}\text{ = 0,16}$
Thí nghiệm 3: ${{\text{n}}_{\text{e}}}\text{ = 1,44}$ và ${{\text{n}}_{\text{O}{{\text{H}}^{-}}}}\text{ = 2}{{\text{n}}_{A{{l}_{2}}{{O}_{3}}}}\text{= 0,16}$
Trong 1,2 mol khí có $\left\{ \begin{aligned}
& \text{C}{{\text{l}}_{\text{2}}}\text{: 0,5z} \\
& \text{BTe}\ \text{(anot)}\to {{\text{O}}_{\text{2}}}\text{ =}\dfrac{\text{1,44}-\text{z}}{4}\text{ = 0,36}-\text{0,25z} \\
& \text{BTe}\ \text{(catot)}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{: }\dfrac{\text{1,44}-\text{0,16}\text{.2}}{2}\text{ = 0,56} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \text{z = 1,12}$
$\to \text{x + y + z = 1,6}$
+ Thí nghiệm 1: Cu2+ điện phân trước, H+ chưa điện phân hoặc chỉ điện phân một phần.
+ Thí nghiệm 2: Cu2+, H+ điện phân vừa hết.
+ Thí nghiệm 3: Cu2+, H+ đã điện phân hết, H2O đã điện phân tại catot.
Thí nghiệm 2: ${{\text{n}}_{\text{e}}}\text{ = 2a}\Rightarrow \left\langle \begin{aligned}
& {{\text{H}}^{\text{+}}}\text{ he }\!\!\acute{\mathrm{a}}\!\!\text{ t}\to \text{C}{{\text{u}}^{\text{2+}}}\text{ he }\!\!\acute{\mathrm{a}}\!\!\text{ t} \\
& {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{: y; C}{{\text{l}}_{\text{2}}}\text{: a} \\
\end{aligned} \right.\to \text{a + y = 0,8 (1)}$
Thí nghiệm 1: $\left\langle \begin{aligned}
& {{\text{n}}_{\text{e}}}\text{ = a} \\
& \text{H}_{\text{d }\!\!\ddot{\mathrm{o}}\!\!}^{\text{+}}\text{ = 0,48} \\
\end{aligned} \right.\to {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{: y}-\text{0,24; C}{{\text{l}}_{\text{2}}}\text{: 0,5a}\Rightarrow \text{0,5a + y}-\text{0,24 = 0,32 (2)}$
Từ (1) và (2)$\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& \text{a = 0,48} \\
& \text{y = 0,32} \\
\end{aligned} \right. $. BT e tại catot: $ \text{x = }\dfrac{\text{0,48}-\text{0,16}}{2}\text{ = 0,16}$
Thí nghiệm 3: ${{\text{n}}_{\text{e}}}\text{ = 1,44}$ và ${{\text{n}}_{\text{O}{{\text{H}}^{-}}}}\text{ = 2}{{\text{n}}_{A{{l}_{2}}{{O}_{3}}}}\text{= 0,16}$
Trong 1,2 mol khí có $\left\{ \begin{aligned}
& \text{C}{{\text{l}}_{\text{2}}}\text{: 0,5z} \\
& \text{BTe}\ \text{(anot)}\to {{\text{O}}_{\text{2}}}\text{ =}\dfrac{\text{1,44}-\text{z}}{4}\text{ = 0,36}-\text{0,25z} \\
& \text{BTe}\ \text{(catot)}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{: }\dfrac{\text{1,44}-\text{0,16}\text{.2}}{2}\text{ = 0,56} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \text{z = 1,12}$
$\to \text{x + y + z = 1,6}$
Đáp án B.