Google
Câu hỏi: Điện phân dung dịch muối MSO4 (M là kim loại) với điện cực trơ, cuờng độ dòng điện không đổi. Sau thời gian t giây, thu được a mol khí ở anot. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu được ở cả hai điện cực là 2,5a mol. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong nước. Phát biểu nào sau đây là sai?
A. Khi thu được l,8a mol khí ở anot thì vẫn chưa xuất hiện bọt khí ở catot.
B. Tại thời điểm 2t giây, có bọt khí ở catot.
C. Dung dịch sau điện phân có pH < 7.
D. Tại thời điểm t giây, ion M2+ chưa bị điện phân hết.
A. Khi thu được l,8a mol khí ở anot thì vẫn chưa xuất hiện bọt khí ở catot.
B. Tại thời điểm 2t giây, có bọt khí ở catot.
C. Dung dịch sau điện phân có pH < 7.
D. Tại thời điểm t giây, ion M2+ chưa bị điện phân hết.
Sau thời gian t giây, thứ tự điện phân:
${{M}^{2+}}+2e\to M$
$2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+\underset{a}{\overset{{}}{\mathop{{{O}_{2}}}}} +\underset{4a}{\mathop{4e}} $
$\to {{n}_{e\left( - \right)}}=4a$
Sau thời gian 2t giây, thứ tự điện phân:
${{M}^{2+}}+2e\to M$
$2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+\underset{a}{\overset{{}}{\mathop{{{O}_{2}}}}} +\underset{4a}{\mathop{4e}} $
$2{{H}_{2}}O+2e\to 2O{{H}^{-}}+{{H}_{2}}$
$\to {{n}_{e}}=2{{n}_{e\left( - \right)\left( ts \right)}}=8a$
BT e: $\to \left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{8a}{4}=2a \\
& {{n}_{{{H}_{2}}}}=2,5a-2a=0,5a \\
\end{aligned} \right.\to {{n}_{{{M}^{2+}}}}=\dfrac{8a-2.0,5a}{2}=3,5a$
Khi thu được 1,8a khí ở anot $\to {{n}_{e\left( - \right)}}={{n}_{e\left( + \right)}}=4.1,8a=7,2a$
$\to {{n}_{e\left( + \right)}}>2{{n}_{{{M}^{2+}}}}$ nên lúc này ở catot nước đã điện phân, có khí xuất hiện ® A sai.
Sau điện phân:
Thời điểm t giây có ion H+ nên pH < 7
Còn thời điểm 2t giây, ${{n}_{{{H}^{+}}}}>{{n}_{O{{H}^{-}}}}\left( 4a>a \right)$ nên pH < 7 ® C đúng
Ở thời điểm t giây, ${{n}_{e\left( + \right)}}<2{{n}_{{{M}^{2+}}}}\left( 4a<7a \right)$ nên ion M2+ chưa bị điện phân hết ® D đúng.
LƯU Ý:
Để xác định pH tại thời điểm điện phân: cần lưu ý thời điểm có cả H+ và OH lúc này số mol H+ lớn hơn thì pH < 7, ngược lại, số mol H+ thì pH > 7.
${{M}^{2+}}+2e\to M$
$2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+\underset{a}{\overset{{}}{\mathop{{{O}_{2}}}}} +\underset{4a}{\mathop{4e}} $
$\to {{n}_{e\left( - \right)}}=4a$
Sau thời gian 2t giây, thứ tự điện phân:
${{M}^{2+}}+2e\to M$
$2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+\underset{a}{\overset{{}}{\mathop{{{O}_{2}}}}} +\underset{4a}{\mathop{4e}} $
$2{{H}_{2}}O+2e\to 2O{{H}^{-}}+{{H}_{2}}$
$\to {{n}_{e}}=2{{n}_{e\left( - \right)\left( ts \right)}}=8a$
BT e: $\to \left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{8a}{4}=2a \\
& {{n}_{{{H}_{2}}}}=2,5a-2a=0,5a \\
\end{aligned} \right.\to {{n}_{{{M}^{2+}}}}=\dfrac{8a-2.0,5a}{2}=3,5a$
Khi thu được 1,8a khí ở anot $\to {{n}_{e\left( - \right)}}={{n}_{e\left( + \right)}}=4.1,8a=7,2a$
$\to {{n}_{e\left( + \right)}}>2{{n}_{{{M}^{2+}}}}$ nên lúc này ở catot nước đã điện phân, có khí xuất hiện ® A sai.
Sau điện phân:
Thời điểm t giây có ion H+ nên pH < 7
Còn thời điểm 2t giây, ${{n}_{{{H}^{+}}}}>{{n}_{O{{H}^{-}}}}\left( 4a>a \right)$ nên pH < 7 ® C đúng
Ở thời điểm t giây, ${{n}_{e\left( + \right)}}<2{{n}_{{{M}^{2+}}}}\left( 4a<7a \right)$ nên ion M2+ chưa bị điện phân hết ® D đúng.
LƯU Ý:
Để xác định pH tại thời điểm điện phân: cần lưu ý thời điểm có cả H+ và OH lúc này số mol H+ lớn hơn thì pH < 7, ngược lại, số mol H+ thì pH > 7.
Đáp án A.