Google
Câu hỏi: Điện phân dung dịch X chứa x mol Cu(NO3)2 và 0,2 mol NaCl với điện cực trơ, sau một thời gian thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 21,5 gam so với dung dịch X. Cho thanh sắt vào dung dịch Y đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thấy khối lượng thanh sắt giảm 1,8 gam và thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Điện phân dung dịch X với trong thời gian 11580 giây với cường độ dòng điện 10A, thu được V lít khí (đktc) ở hai điện cực. Giá trị của V là
A. 12,32.
B. 7,84.
C. 10,08.
D. 15,68.
A. 12,32.
B. 7,84.
C. 10,08.
D. 15,68.
Giải thích:
$\begin{aligned}
& + Thứ tự khử trên catot: C{{u}^{2+}}>{{H}_{2}}O; Thứ tự oxi hóa: C{{l}^{-}}>{{H}_{2}}O. \\
& + Fe+ dd X\xrightarrow{{}}NO\uparrow \Rightarrow X gồm \left\{ \begin{aligned}
& N{{O}_{3}}^{-}: 2x mol \\
& N{{a}^{+}}: 0,2 mol \\
& {{H}^{+}} \\
& C{{u}^{2+}} (có thể còn hoặc hết) \\
\end{aligned} \right\} va C{{l}^{-}} đã hết. \\
\end{aligned}$
$\begin{aligned}
& + \left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{{{O}_{2}}}}=a \\
& {{n}_{C{{l}_{2}}}}=0,5{{n}_{C{{l}^{-}}}}=0,1 \\
& BTE: 2{{n}_{Cu}}=2{{n}_{C{{l}_{2}}}}+4{{n}_{{{O}_{2}}}} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{Cu}}=0,1+2a \\
& {{m}_{dd giảm}}=64(0,1+2a)+32a+0,1.71=21,5 \\
\end{aligned} \right. \\
& \Rightarrow a=0,05\Rightarrow dd sau điện phân có: {{n}_{{{H}^{+}}}}=4{{n}_{{{O}_{2}}}}=0,2; {{n}_{C{{u}^{2+}}}}=x-0,2. \\
\end{aligned}$
$\begin{aligned}
& + \left\{ \begin{aligned}
& N{{O}_{3}}^{-}: 2x \\
& N{{a}^{+}}: 0,2 \\
& {{H}^{+}}: 0,2 \\
& C{{u}^{2+}}: x-0,2 \\
\end{aligned} \right\}+Fe\xrightarrow{{}}\underbrace{NO\uparrow }_{\dfrac{{{n}_{{{H}^{+}}}}}{4}=0,05}+\left\{ \begin{aligned}
& N{{O}_{3}}^{-}: 2x-0,05 \\
& N{{a}^{+}}: BTNT\Rightarrow F{{e}^{2+}}: x-0,125 \\
\end{aligned} \right\}+\underbrace{Cu\downarrow }_{x-0,2} \\
& \Rightarrow \Delta m={{m}_{Fe pứ}}-{{m}_{Cu tạo thành}}=56.(x-0,125)-64.(x-0,2)=1,8\Rightarrow x=0,5. \\
& + {{n}_{electron trao đổi}}=\dfrac{11580.10}{96500}=1,2 mol; \left\{ \begin{aligned}
& BTE của catot: 2\underbrace{{{n}_{Cu}}}_{0,5}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}=1,2 \\
& BTE của anot: 2\underbrace{{{n}_{C{{l}_{2}}}}}_{0,1}+4{{n}_{{{O}_{2}}}}=1,2 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{{{H}_{2}}}}=0,1 \\
& {{n}_{{{O}_{2}}}}=0,25 \\
\end{aligned} \right. \\
& \Rightarrow {{n}_{kh\acute{i}}}={{n}_{C{{l}_{2}}}}+{{n}_{{{H}_{2}}}}+{{n}_{{{O}_{2}}}}=0,45 mol\Rightarrow V=10,08 l\acute{i}t. \\
\end{aligned}$
$\begin{aligned}
& + Thứ tự khử trên catot: C{{u}^{2+}}>{{H}_{2}}O; Thứ tự oxi hóa: C{{l}^{-}}>{{H}_{2}}O. \\
& + Fe+ dd X\xrightarrow{{}}NO\uparrow \Rightarrow X gồm \left\{ \begin{aligned}
& N{{O}_{3}}^{-}: 2x mol \\
& N{{a}^{+}}: 0,2 mol \\
& {{H}^{+}} \\
& C{{u}^{2+}} (có thể còn hoặc hết) \\
\end{aligned} \right\} va C{{l}^{-}} đã hết. \\
\end{aligned}$
$\begin{aligned}
& + \left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{{{O}_{2}}}}=a \\
& {{n}_{C{{l}_{2}}}}=0,5{{n}_{C{{l}^{-}}}}=0,1 \\
& BTE: 2{{n}_{Cu}}=2{{n}_{C{{l}_{2}}}}+4{{n}_{{{O}_{2}}}} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{Cu}}=0,1+2a \\
& {{m}_{dd giảm}}=64(0,1+2a)+32a+0,1.71=21,5 \\
\end{aligned} \right. \\
& \Rightarrow a=0,05\Rightarrow dd sau điện phân có: {{n}_{{{H}^{+}}}}=4{{n}_{{{O}_{2}}}}=0,2; {{n}_{C{{u}^{2+}}}}=x-0,2. \\
\end{aligned}$
$\begin{aligned}
& + \left\{ \begin{aligned}
& N{{O}_{3}}^{-}: 2x \\
& N{{a}^{+}}: 0,2 \\
& {{H}^{+}}: 0,2 \\
& C{{u}^{2+}}: x-0,2 \\
\end{aligned} \right\}+Fe\xrightarrow{{}}\underbrace{NO\uparrow }_{\dfrac{{{n}_{{{H}^{+}}}}}{4}=0,05}+\left\{ \begin{aligned}
& N{{O}_{3}}^{-}: 2x-0,05 \\
& N{{a}^{+}}: BTNT\Rightarrow F{{e}^{2+}}: x-0,125 \\
\end{aligned} \right\}+\underbrace{Cu\downarrow }_{x-0,2} \\
& \Rightarrow \Delta m={{m}_{Fe pứ}}-{{m}_{Cu tạo thành}}=56.(x-0,125)-64.(x-0,2)=1,8\Rightarrow x=0,5. \\
& + {{n}_{electron trao đổi}}=\dfrac{11580.10}{96500}=1,2 mol; \left\{ \begin{aligned}
& BTE của catot: 2\underbrace{{{n}_{Cu}}}_{0,5}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}=1,2 \\
& BTE của anot: 2\underbrace{{{n}_{C{{l}_{2}}}}}_{0,1}+4{{n}_{{{O}_{2}}}}=1,2 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{{{H}_{2}}}}=0,1 \\
& {{n}_{{{O}_{2}}}}=0,25 \\
\end{aligned} \right. \\
& \Rightarrow {{n}_{kh\acute{i}}}={{n}_{C{{l}_{2}}}}+{{n}_{{{H}_{2}}}}+{{n}_{{{O}_{2}}}}=0,45 mol\Rightarrow V=10,08 l\acute{i}t. \\
\end{aligned}$
Đáp án C.
