Google
Câu hỏi: Tiến hành điện phân dung dịch chứa 0,6 mol Cu(NO3)2 và 0,4 mol HCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp đến khi khối lượng dung dịch giảm 43,0 gam thì dừng điện phân. Cho m gam bộ Fe vào dung dịch sau điện phân, sau khi kết thúc phản ứng thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất của $\overset{+5}{\mathop{N}} $ ); đồng thời còn lại 0,5m gam chất rắn không tan. Các khí sinh ra không tan trong dung dịch và hiệu suất quá trình điện phân đạt 100%. Giá trị m là
A. 15,2.
B. 18,4.
C. 30,4.
D. 36,8.
A. 15,2.
B. 18,4.
C. 30,4.
D. 36,8.
Cho bột Fe vào dung dịch sau điện phân thấy thoát ra khí NO nên dung dịch sau điện phân chứa ${{H}^{+}},C{{l}^{-}}$ đã điện phân hết.
Khối lượng dung dịch giảm 43,0 gam là khối lượng kim loại tạo thành và khối lượng khí thoát ra. Nếu $C{{u}^{2+}}$ điện phân hết thì khối lượng dung dịch giảm sẽ lớn hơn 43,0 gam, chứng tỏ: $C{{u}^{2+}}$ chưa điện phân hết.
Vậy dung dịch sau điện phân chứa: $C{{u}^{2+}},{{H}^{+}},NO_{3}^{-}$
Thứ tự điện phân:
$C{{u}^{2+}}+2\text{e}\to Cu$
x----------2x----------x
$2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2\text{e}$
0,4--------0,2------0,4
$2{{H}_{2}}O\to \underset{4y}{\mathop{4{{H}^{+}}}} +\underset{y}{\mathop{{{O}_{2}}}} +\underset{4y}{\mathop{4\text{e}}} $
Bte: $2x=0,4+4y$
${{m}_{dd\downarrow }}=64\text{x}+0,2.71+32.y=43$
$\to \left\{ \begin{aligned}
& x=0,4 \\
& y=0,1 \\
\end{aligned} \right.\to {{n}_{C{{u}^{2+}} dư}}=0,2 mol$
Vậy số mol ${{H}^{+}}$ trong dung dịch sau điện phân: 0,8 mol.
Chất rắn còn lại, chứng tỏ, muối tạo thành là muối sắt (II).
${{n}_{NO_{3}^{-}}}>4{{n}_{{{H}^{+}}}}$ nên $NO_{3}^{-}$ dư, ${{H}^{+}}$ hết
$F\text{e}\to F{{\text{e}}^{2+}}+2\text{e}$
$\underset{0,8}{\mathop{4{{H}^{+}}}} +\underset{1,2}{\mathop{NO_{3}^{-}}} \underset{\to }{\mathop{+}} \underset{0,6}{\mathop{3\text{e}}} \to NO+2{{H}_{2}}O$
$\underset{0,2}{\mathop{C{{u}^{2+}}}} +\underset{0,4}{\mathop{2\text{e}}} \to Cu$
BT e: ${{n}_{F\text{e}}}=\dfrac{0,6+0,4}{2}=0,5 mol$
Khối lượng kim loại giảm chính là khối lượng Fe tan nhiều hơn khối lượng Cu tạo thành.
$\to m-0,5m={{m}_{Fe phản ứng}}-{{m}_{Cu tạo thành}}$
$\to 0,5m=0,5.56-0,2.64\to m=30,4 gam.$
Khối lượng dung dịch giảm 43,0 gam là khối lượng kim loại tạo thành và khối lượng khí thoát ra. Nếu $C{{u}^{2+}}$ điện phân hết thì khối lượng dung dịch giảm sẽ lớn hơn 43,0 gam, chứng tỏ: $C{{u}^{2+}}$ chưa điện phân hết.
Vậy dung dịch sau điện phân chứa: $C{{u}^{2+}},{{H}^{+}},NO_{3}^{-}$
Thứ tự điện phân:
$C{{u}^{2+}}+2\text{e}\to Cu$
x----------2x----------x
$2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2\text{e}$
0,4--------0,2------0,4
$2{{H}_{2}}O\to \underset{4y}{\mathop{4{{H}^{+}}}} +\underset{y}{\mathop{{{O}_{2}}}} +\underset{4y}{\mathop{4\text{e}}} $
Bte: $2x=0,4+4y$
${{m}_{dd\downarrow }}=64\text{x}+0,2.71+32.y=43$
$\to \left\{ \begin{aligned}
& x=0,4 \\
& y=0,1 \\
\end{aligned} \right.\to {{n}_{C{{u}^{2+}} dư}}=0,2 mol$
Vậy số mol ${{H}^{+}}$ trong dung dịch sau điện phân: 0,8 mol.
Chất rắn còn lại, chứng tỏ, muối tạo thành là muối sắt (II).
${{n}_{NO_{3}^{-}}}>4{{n}_{{{H}^{+}}}}$ nên $NO_{3}^{-}$ dư, ${{H}^{+}}$ hết
$F\text{e}\to F{{\text{e}}^{2+}}+2\text{e}$
$\underset{0,8}{\mathop{4{{H}^{+}}}} +\underset{1,2}{\mathop{NO_{3}^{-}}} \underset{\to }{\mathop{+}} \underset{0,6}{\mathop{3\text{e}}} \to NO+2{{H}_{2}}O$
$\underset{0,2}{\mathop{C{{u}^{2+}}}} +\underset{0,4}{\mathop{2\text{e}}} \to Cu$
BT e: ${{n}_{F\text{e}}}=\dfrac{0,6+0,4}{2}=0,5 mol$
Khối lượng kim loại giảm chính là khối lượng Fe tan nhiều hơn khối lượng Cu tạo thành.
$\to m-0,5m={{m}_{Fe phản ứng}}-{{m}_{Cu tạo thành}}$
$\to 0,5m=0,5.56-0,2.64\to m=30,4 gam.$
Đáp án C.