Google
Câu hỏi: Điện phân dung dịch gồm các chất Cu(NO3)2, CuSO4 và NaCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi 2A. Lượng khí sinh ra từ bình điện phân và lượng kim loại Cu sinh ra ở catot theo thời gian điện phân được cho ở bảng sau:
Biết hiệu suất phản ứng điện phân là 100%. Giá trị của t là
A. 4825.
B. 3860.
C. 2895.
D. 5790.
| Thời gian điện phân (giây) | t | t + 2895 | 2t |
| Lượng khí sinh ra từ bình điện phân (mol) | a | a + 0,03 | 2,125a |
| Lượng kim loại Cu sinh ra ở catot (mol) | b | b + 0,02 | b + 0,02 |
A. 4825.
B. 3860.
C. 2895.
D. 5790.
Trong khoảng thời gian 2895 (s) (trao đổi 0,06 mol electron) thì tại catot có 0,02 mol Cu và 0,01 mol H2
Còn 0,02 mol khí còn lại gồm Cl2 (x mol) và O2 (y mol)
Có: x + y = 0,02 và bảo toàn e: 2x + 4y = 0,06 x = y = 0,01
Trong khoảng thời gian từ t + 2895 $\to$ 2t chỉ là điện phân H2O nên phần khí tăng thêm là
2,125a – a – 0,03 = 1,125a – 0,03 chỉ bao gồm O2 và H2.
Do ${{n}_{{{H}_{2}}}}=2{{n}_{{{O}_{2}}}}$ nên: ${{n}_{{{O}_{2}}}}$ = 0,375a – 0,01 và ${{n}_{{{H}_{2}}}}$ = 0,75a – 0,02
Như vậy trong thời gian từ t $\to$ 2t thì tại anot có: ${{n}_{C{{l}_{2}}}}$ = 0,01 và ${{n}_{{{O}_{2}}}}$ = 0,375a – 0,01 + y = 0,375a
Bảo toàn electron cho anot ở 2 khoảng thời gian (0 $\to$ t) và (t $\to$ 2t)
2a = 0,01.2 + 0,375a.4 = a = 0,04
Do a = It/2F t = 3860 s
Còn 0,02 mol khí còn lại gồm Cl2 (x mol) và O2 (y mol)
Có: x + y = 0,02 và bảo toàn e: 2x + 4y = 0,06 x = y = 0,01
Trong khoảng thời gian từ t + 2895 $\to$ 2t chỉ là điện phân H2O nên phần khí tăng thêm là
2,125a – a – 0,03 = 1,125a – 0,03 chỉ bao gồm O2 và H2.
Do ${{n}_{{{H}_{2}}}}=2{{n}_{{{O}_{2}}}}$ nên: ${{n}_{{{O}_{2}}}}$ = 0,375a – 0,01 và ${{n}_{{{H}_{2}}}}$ = 0,75a – 0,02
Như vậy trong thời gian từ t $\to$ 2t thì tại anot có: ${{n}_{C{{l}_{2}}}}$ = 0,01 và ${{n}_{{{O}_{2}}}}$ = 0,375a – 0,01 + y = 0,375a
Bảo toàn electron cho anot ở 2 khoảng thời gian (0 $\to$ t) và (t $\to$ 2t)
2a = 0,01.2 + 0,375a.4 = a = 0,04
Do a = It/2F t = 3860 s
Đáp án B.