Hòa tan m gam hỗn hợp gồm $CuS{O}_4$ và $NaCl$ vào nước thu...

- Đoạn 1 (a giây):
$CuS{O}_4+2NaCl\stackrel{\tilde{n}pdd}{\to }Cu\downarrow +C{l}_2\uparrow +N{a}_{2}S{O}_4$
mol phản ứng: $0,020,04\leftarrow 0,02$
$\to n_e=2n_{C{l}_2}=0,04$ mol
- Đoạn 1 dốc hơn đoạn 2 $\to CuS{O}_4$ dư
- Đoạn 2:
$2CuS{O}_4+2H_{2}O\stackrel{\tilde{n}pdd}{\to }2Cu\downarrow +O_2\uparrow +2H_{2}S{O}_4$
mol phản ứng: $x\to x\to 0,5\text{x}$
- Đoạn 3:
$2H_{2}O\stackrel{\tilde{n}p}{\to }2H_2\uparrow +O_2\uparrow$
mol phản ứng: $y\to y\to 0,5y$
$\to \{\begin{array}{rl}& n_{kh\acute{i}}=0,02+0,5x+1,5y=0,07\\ & {n^{\prime }}_e=4n_e\to 2n_{C{l}_2}+4n_{O_2}=4.0,04\end{array}\to \{\begin{array}{rl}& 0,5x+1,5y=0,05\\ & 2.0,02+4(0,5x+0,5y)=0,16\end{array}$
$\to \{\begin{array}{rl}& x=0,04\\ & y=0,02\end{array}\to m\{\begin{array}{rl}& CuS{O}_4:0,06\\ & NaCl:0,04\end{array}\to m=11,94gam$
Note 11: Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch
Điện phân dung dịch: Điều chế kim loại đứng sau $Al$ trong dãy điện hóa
Thứ tự điện phân tại các điện cực:
Tại catot: $A{g}^{+}+1\text{e}\stackrel{}{\to }Ag;F{\text{e}}^{3+}+1\text{e}\stackrel{}{\to }F{\text{e}}^{2+};C{u}^{2+}+2\text{e}\stackrel{}{\to }Cu;$
$2H_{\left(axit\right)}^{+}+2\text{e}\stackrel{}{\to }{H}_2\uparrow ;...;F{\text{e}}^{2+}+2\text{e}\stackrel{}{\to }F\text{e};....;2H_{\left(H_{2}O\right)}^{+}+2\text{e}\stackrel{}{\to }{H}_2\uparrow .$
Chú ý: Từ $K^{+}$ đến $A{l}^{3+}$ không tham gia điện phân, khi đó $H^{+}$ (trong $H_{2}O$ ) điện phân thay
Tại anot: $2C{l}^{-}\stackrel{}{\to }C{l}_2+2\text{e};$ $2\text{O}{H}^{-}\stackrel{}{\to }{O}_2+4\text{e}+2H^{+}...$
Ví dụ 1: Điện phân dung dịch $CuS{O}_4$
$CuS{O}_4+H_{2}O\stackrel{\tilde{n}pdd}{\to }\underset{\left(catot\right)}{\underbrace{Cu\downarrow }}+{\displaystyle \frac{1}{2}}\underset{\left(anot\right)}{\underbrace{O_2\uparrow }}+H_{2}S{O}_4$
Ví dụ 2: Điện phân dung dịch gồm a mol $CuS{O}_4$ và b mol $NaCl:$
$CuS{O}_4+2NaCl\stackrel{\tilde{n}pdd}{\to }\underset{\left(catot\right)}{\underbrace{Cu\downarrow }}+\underset{\left(anot\right)}{\underbrace{C{l}_2\uparrow }}+N{a}_{2}S{O}_4$ (1)
- Trường hợp $1:a=2b\to$ Dung dịch sau điện phân là $N{a}_{2}S{O}_4$
- Trường hợp $2:a>2b\to CuS{O}_4$ dư tiếp tục điện phân:
$CuS{O}_4+H_{2}O\stackrel{\tilde{n}pdd}{\to }\underset{\left(catot\right)}{\underbrace{Cu\downarrow }}+\underset{\left(anot\right)}{\underbrace{O_2\uparrow }}+H_{2}S{O}_4\to$ Dung dịch sau điện phân gồm: $\{\begin{array}{rl}& N{\text{a}}_{2}S{O}_4\\ & H_{2}S{O}_4\end{array}$
- Trường hợp 3: $a<2b\to NaCl$ dư tiếp tục điện phân:
$2NaCl+2H_{2}O\stackrel{\tilde{n}pdd}{\to }2NaOH+\underset{\left(catot\right)}{\underbrace{H_2\uparrow }}+\underset{\left(anot\right)}{\underbrace{C{l}_2\uparrow }}$
$\to$ Dung dịch sau điện phân gồm: $\{\begin{array}{rl}& N{\text{a}}_{2}S{O}_4\\ & NaOH\end{array}$
c) Định luật FaradaY
Khối lượng chất sinh ra ở điện cực: $m={\displaystyle \frac{AIt}{nF}}\to n.{\displaystyle \frac{m}{A}}={\displaystyle \frac{It}{F}}$
$\to$ Số mol electron trao đổi: $$, trong đó $\{\begin{array}{rl}& I:c\ddot{o}\hat{o}ng\tilde{n}o\ddot{a}dong\tilde{n}ie\ddot{a}n\left(A\right)\\ & t:th\hat{o}igian\left(gia\hat{a}y\right)\\ & F=96500\end{array}$
d) Một số lưu ý về điện phân
+ Điện cực trơ: Chất làm điện cực không tác dụng với chất sinh ra do quá trình điện phân.
+ Anot tan: Chất làm điện cực (anot), tác dụng với chất sinh ra do quá trình điện phân.
+ Khi khối lượng catot không đổi $\to$ Các ion kim loại đã điện phân hết.
+ Khi catot bắt đầu sủi bọt khí $\to$ $H^{+}$ bắt đầu điện phân:
Nếu dung dịch điện phân chứa axit $H^{+}\to$ Các ion kim loại mạnh hơn $H^{+}$ đã điện phân hết.
Nếu dung dịch điện phân không chứa axit $H^{+}\to$ Các ion kim loại đã điện phân hết.
+ Khi H2​O bắt đầu điện phân ở cả hai điện cực $\to$ Các chất trong dung dịch đã điện phân hết.