Câu hỏi: Điện phân (với điện cực trơ, có màng ngăn) dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 và NaCl (tỉ lệ mol 1:1) bằng dòng điện một chiều có cường độ ổn định. Sau t giờ, thu được dung dịch X và sau 2t giờ, thu được dung dịch Y. Dung dịch X tác dụng với bột Al dư, thu được a mol khí H2. Dung dịch Y tác dụng với bột Al dư, thu được 4a mol khí H2 (giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn).
Cho các phát biểu sau:
(a) Tại thời điểm 2t giờ, tổng số mol khí thoát ra ở hai cực là 9a mol.
(b) Khi thời gian điện phân là 1,75t giờ, tại catot đã có khí thoát ra.
(c) Tại thời điểm 1,5t giờ, Cu2+ chưa điện phân hết.
(d) Nước bắt đầu điện phân tại anot ở thời điểm 0,8t giờ.
(đ) Tại thời điểm 2t giờ số mol khí thoát ra ở catot là a mol.
Số phát biểu đúng là
A. 3.
B. 2.
C. 1.
D. 4.
Cho các phát biểu sau:
(a) Tại thời điểm 2t giờ, tổng số mol khí thoát ra ở hai cực là 9a mol.
(b) Khi thời gian điện phân là 1,75t giờ, tại catot đã có khí thoát ra.
(c) Tại thời điểm 1,5t giờ, Cu2+ chưa điện phân hết.
(d) Nước bắt đầu điện phân tại anot ở thời điểm 0,8t giờ.
(đ) Tại thời điểm 2t giờ số mol khí thoát ra ở catot là a mol.
Số phát biểu đúng là
A. 3.
B. 2.
C. 1.
D. 4.
nCuSO4 = nNaCl = 2 (Tự chọn lượng chất)
CuSO4 + 2NaCl —> Cu + Cl2 + Na2SO4 (1)
CuSO4 + H2O —> Cu + 1/2O2 + H2SO4 (2)
Sau t giờ thu được X có hòa tan Al nên (1) xong, (2) đang xảy ra.
(1) —> nCuSO4 pư ở (1) = 1
(2) —> nCuSO4 pư ở (2) = a
—> ne trong t giờ = 2 + 2a
Sau 2t giờ:
(2) —> nCuSO4 pư ở (2) = nH2SO4 = 4a
—> nCuSO4 pư tổng = 1 + 4a
Nếu sau 2t giờ catot chưa sinh H2 thì:
2(1 + 4a) = 2(2 + 2a) —> a = 0,5
—> nH2SO4 = 2: Vô lí, vì nH2SO4 < nCuSO4 = 2
Vậy sau 2t giờ catot đã sinh H2 (u mol), CuSO4 đã hết từ trước đó —> nH2 (H2SO4) = 4a = 1 —> a = 0,25
Bảo toàn electron tại catot trong 2t giờ:
2nCu + 2nH2 = 2(2 + 2a) —> u = 0,5
Tại anot: nCl2 = 1 và nO2 = 0,75 (Bảo toàn electron tính O2)
—> n khí tổng = 2,25 = 9a: (a) đúng.
Sau 1,75t giờ thì ne = 1,75(2 + 2a) = 4,375 > 2nCu2+ = 4 nên catot đã có khí thoát ra. (b) đúng.
Sau 1,5t giờ thì ne = 1,5(2 + 2a) = 3,75 < 2nCu2+ = 4 nên Cu2+ chưa hết. (c) đúng.
(d) Đúng, sau 0,8t giờ thì ne = 0,8(2 + 2a) = 2 = nCl- nên Cl- vừa hết, H2O bắt đầu bị điện phân ở anot.
(đ) Sai, lúc 2t giờ thì nH2 = 2a
CuSO4 + 2NaCl —> Cu + Cl2 + Na2SO4 (1)
CuSO4 + H2O —> Cu + 1/2O2 + H2SO4 (2)
Sau t giờ thu được X có hòa tan Al nên (1) xong, (2) đang xảy ra.
(1) —> nCuSO4 pư ở (1) = 1
(2) —> nCuSO4 pư ở (2) = a
—> ne trong t giờ = 2 + 2a
Sau 2t giờ:
(2) —> nCuSO4 pư ở (2) = nH2SO4 = 4a
—> nCuSO4 pư tổng = 1 + 4a
Nếu sau 2t giờ catot chưa sinh H2 thì:
2(1 + 4a) = 2(2 + 2a) —> a = 0,5
—> nH2SO4 = 2: Vô lí, vì nH2SO4 < nCuSO4 = 2
Vậy sau 2t giờ catot đã sinh H2 (u mol), CuSO4 đã hết từ trước đó —> nH2 (H2SO4) = 4a = 1 —> a = 0,25
Bảo toàn electron tại catot trong 2t giờ:
2nCu + 2nH2 = 2(2 + 2a) —> u = 0,5
Tại anot: nCl2 = 1 và nO2 = 0,75 (Bảo toàn electron tính O2)
—> n khí tổng = 2,25 = 9a: (a) đúng.
Sau 1,75t giờ thì ne = 1,75(2 + 2a) = 4,375 > 2nCu2+ = 4 nên catot đã có khí thoát ra. (b) đúng.
Sau 1,5t giờ thì ne = 1,5(2 + 2a) = 3,75 < 2nCu2+ = 4 nên Cu2+ chưa hết. (c) đúng.
(d) Đúng, sau 0,8t giờ thì ne = 0,8(2 + 2a) = 2 = nCl- nên Cl- vừa hết, H2O bắt đầu bị điện phân ở anot.
(đ) Sai, lúc 2t giờ thì nH2 = 2a
Đáp án D.