Google
Câu hỏi: Điện phân dung dịch X chứa x mol CuSO4 và y mol NaCl với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi 2A, hiệu suất 100\%. Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng sau:
Giá trị của x: y là
A. 0,6.
B. 0,5.
C. 0,4.
D. 0,7.
Thời gian điện phân (giây) | t | t + 1737 | 2t |
Tổng số mol khí ở 2 điện cực | a | a + 0,0145 | 2a + 0,01 |
Số mol Cu ở catot | b | b + 0,015 | b + 0,015 |
A. 0,6.
B. 0,5.
C. 0,4.
D. 0,7.
* Xét trong khoảng thời gian 1737 giây (t – (t + 1737)): ${{n}_{e}}\text{ = (It)/F = 0,036 mol}$
$\to {{n}_{Cu}} = 0,015 mol \xrightarrow{BT e} {{n}_{{{H}_{2}}}} = 0,003 mol$ $\to \left\{ \begin{aligned}
& \xrightarrow{0,0145} {{a}_{1}} + {{a}_{2}} + 0,003 = 0,0145 \\
& \xrightarrow{BT e} 2{{a}_{1}} + 4{{a}_{2}} = 0,036 \\
\end{aligned} \right. \xrightarrow{{}}\left\{ \begin{aligned}
& {{a}_{1}} = 0,005 \\
& {{a}_{2}} = 0,0065 \\
\end{aligned} \right.$
* Thời điểm t, Cu2+ và Cl– chưa hết: $\xrightarrow{{{n}_{Cu}} = {{n}_{C{{l}_{2}}}}} a = b \to {{n}_{e}} = 2a$
* Thời điểm 2t: $\xrightarrow{{}} {{n}_{e}} = 4a$
$\text{Catot: }\xrightarrow{BT\text{ e}}{{\text{n}}_{{{H}_{2}}}}\text{ = }\!\![\!\!\text{ 4a - 2}\text{.(a + 0,015) }\!\!]\!\!\text{ /2 = (a - 0,015) mol}$
$\text{Anot: }{{\text{n}}_{C{{l}_{2}}}}\text{ = (a + 0,005) }\xrightarrow{BT\text{ e}}{{\text{n}}_{{{O}_{2}}}}\text{ = }\!\![\!\!\text{ 4a - 2}\text{.(a + 0,005) }\!\!]\!\!\text{ /4 = (0,5a - 0,0025) mol}$
$\xrightarrow{(2a+0,01)}{{\text{n}}_{C{{l}_{2}}}}\text{ + }{{\text{n}}_{{{O}_{2}}}}\text{ + }{{\text{n}}_{{{H}_{2}}}}\text{ = (a + 0,005) + (0,5a - 0,0025) + (a - 0,015) = 2a + 0,01}$
$\to \text{a = 0,045; x = a + 0,015 = 0,06; y = 2(a + 0,005) = 0,1 }\xrightarrow{{}}\text{ x : y = 0,6}$
Catot | Anot (giây) |
$C{{u}^{2+}}\text{ + 2e }\xrightarrow{{}}\ \text{Cu}$ $2{{H}_{2}}\text{O + 2e }\xrightarrow{{}}{{\text{H}}_{2}}\text{ + 2O}{{\text{H}}^{-}}$ | $2C{{l}^{-}}\xrightarrow{{}}\text{ C}{{\text{l}}_{2}}\text{ (}{{\text{a}}_{1}}\text{) + 2e}$ $2{{H}_{2}}\text{O }\xrightarrow{{}}{{\text{O}}_{2}}\text{ (}{{\text{a}}_{2}}\text{) + 4e + 4}{{\text{H}}^{+}}$ |
$\to {{n}_{Cu}} = 0,015 mol \xrightarrow{BT e} {{n}_{{{H}_{2}}}} = 0,003 mol$ $\to \left\{ \begin{aligned}
& \xrightarrow{0,0145} {{a}_{1}} + {{a}_{2}} + 0,003 = 0,0145 \\
& \xrightarrow{BT e} 2{{a}_{1}} + 4{{a}_{2}} = 0,036 \\
\end{aligned} \right. \xrightarrow{{}}\left\{ \begin{aligned}
& {{a}_{1}} = 0,005 \\
& {{a}_{2}} = 0,0065 \\
\end{aligned} \right.$
* Thời điểm t, Cu2+ và Cl– chưa hết: $\xrightarrow{{{n}_{Cu}} = {{n}_{C{{l}_{2}}}}} a = b \to {{n}_{e}} = 2a$
* Thời điểm 2t: $\xrightarrow{{}} {{n}_{e}} = 4a$
$\text{Catot: }\xrightarrow{BT\text{ e}}{{\text{n}}_{{{H}_{2}}}}\text{ = }\!\![\!\!\text{ 4a - 2}\text{.(a + 0,015) }\!\!]\!\!\text{ /2 = (a - 0,015) mol}$
$\text{Anot: }{{\text{n}}_{C{{l}_{2}}}}\text{ = (a + 0,005) }\xrightarrow{BT\text{ e}}{{\text{n}}_{{{O}_{2}}}}\text{ = }\!\![\!\!\text{ 4a - 2}\text{.(a + 0,005) }\!\!]\!\!\text{ /4 = (0,5a - 0,0025) mol}$
$\xrightarrow{(2a+0,01)}{{\text{n}}_{C{{l}_{2}}}}\text{ + }{{\text{n}}_{{{O}_{2}}}}\text{ + }{{\text{n}}_{{{H}_{2}}}}\text{ = (a + 0,005) + (0,5a - 0,0025) + (a - 0,015) = 2a + 0,01}$
$\to \text{a = 0,045; x = a + 0,015 = 0,06; y = 2(a + 0,005) = 0,1 }\xrightarrow{{}}\text{ x : y = 0,6}$
Đáp án A.