Google
Câu hỏi: Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl và 0,05 mol CuSO4 bằng dòng điện một chiều có cường độ 2A (điện cực trơ, có màng ngăn). Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu được khí ở hai điện cực có tổng thể tích là 2,352 lít (đktc) và dung dịch X. Dung dịch X hòa tan được tối đa 2,04 gam Al2O3. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của t là
A. 9408.
B. 7720.
C. 9650.
D. 8685.
A. 9408.
B. 7720.
C. 9650.
D. 8685.
Xét TH1: Dung dịch Y chứa Na2SO4 và NaOH
- Quá trình:$\left\{ \begin{aligned}
& CuS{{O}_{4}}:0,05\ mol \\
& NaCl:\ x\ mol \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[I=2A,\ t=?]{pdd}Y\left\{ \begin{aligned}
& \xrightarrow{BT:\ S}N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}:0,05\ mol \\
& \xrightarrow{BT:\ Na}NaOH:(x-0,1)\ mol \\
\end{aligned} \right.+\overbrace{A{{l}_{2}}{{O}_{3}}}^{0,02\ mol}$
+ Ta có: ${{n}_{NaOH}}=2{{n}_{A{{l}_{2}}{{O}_{3}}}}\to x-0,1=0,04\to x=0,14\ mol$
- Quá trình điện phân như sau:
$\left\{ \begin{aligned}
& \xrightarrow{BT:\ e}2{{n}_{Cu}}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}=2{{n}_{C{{l}_{2}}}}+4{{n}_{{{O}_{2}}}} \\
& {{n}_{{{H}_{2}}}}+{{n}_{{{O}_{2}}}}+{{n}_{C{{l}_{2}}}}=0,105 \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,03\ \\
& b={{5.10}^{-3}} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow {{n}_{e}}=\dfrac{It}{96500}=0,16\ mol\to t=\ 7720(s)$
Xét TH2: Dung dịch Y chứa Na2SO4 và H2SO4
- Quá trình:$\left\{ \begin{aligned}
& CuS{{O}_{4}}:0,05\ mol \\
& NaCl:\ 2x\ mol \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[I=2A,\ t=?]{pdd}Y\left\{ \begin{aligned}
& \xrightarrow{BT:\ Na}N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}:x\ mol \\
& \xrightarrow{BT:\ S}{{H}_{2}}S{{O}_{4}}:(0,05-x)\ mol \\
\end{aligned} \right.+\overbrace{A{{l}_{2}}{{O}_{3}}}^{0,02\ mol}$
+ Ta có: ${{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}=3{{n}_{A{{l}_{2}}{{O}_{3}}}}\to 0,05-x=0,12\to x<0.$ Trường hợp này không thỏa mãn.
- Quá trình:$\left\{ \begin{aligned}
& CuS{{O}_{4}}:0,05\ mol \\
& NaCl:\ x\ mol \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[I=2A,\ t=?]{pdd}Y\left\{ \begin{aligned}
& \xrightarrow{BT:\ S}N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}:0,05\ mol \\
& \xrightarrow{BT:\ Na}NaOH:(x-0,1)\ mol \\
\end{aligned} \right.+\overbrace{A{{l}_{2}}{{O}_{3}}}^{0,02\ mol}$
+ Ta có: ${{n}_{NaOH}}=2{{n}_{A{{l}_{2}}{{O}_{3}}}}\to x-0,1=0,04\to x=0,14\ mol$
- Quá trình điện phân như sau:
| Catot: $\begin{aligned} & C{{u}^{2+}}\to Cu+2\text{e} \\ & \text{0}\text{,05} 0,05\ \ \ \ \ \ \ \ \\ & 2{{H}_{2}}O+2e\to 2{{H}_{2}}+2O{{H}^{-}} \\ & a \\ \end{aligned}$ | Anot: $2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2\text{e}\ \ \ \ \ \ ;\ \ \ \ \ \ 2{{H}_{2}}O\to 4e+4{{H}^{+}}+{{O}_{2}}$ 0,14 0,07 b |
& \xrightarrow{BT:\ e}2{{n}_{Cu}}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}=2{{n}_{C{{l}_{2}}}}+4{{n}_{{{O}_{2}}}} \\
& {{n}_{{{H}_{2}}}}+{{n}_{{{O}_{2}}}}+{{n}_{C{{l}_{2}}}}=0,105 \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,03\ \\
& b={{5.10}^{-3}} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow {{n}_{e}}=\dfrac{It}{96500}=0,16\ mol\to t=\ 7720(s)$
Xét TH2: Dung dịch Y chứa Na2SO4 và H2SO4
- Quá trình:$\left\{ \begin{aligned}
& CuS{{O}_{4}}:0,05\ mol \\
& NaCl:\ 2x\ mol \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[I=2A,\ t=?]{pdd}Y\left\{ \begin{aligned}
& \xrightarrow{BT:\ Na}N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}:x\ mol \\
& \xrightarrow{BT:\ S}{{H}_{2}}S{{O}_{4}}:(0,05-x)\ mol \\
\end{aligned} \right.+\overbrace{A{{l}_{2}}{{O}_{3}}}^{0,02\ mol}$
+ Ta có: ${{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}=3{{n}_{A{{l}_{2}}{{O}_{3}}}}\to 0,05-x=0,12\to x<0.$ Trường hợp này không thỏa mãn.
Đáp án B.