Câu hỏi: Tiến hành điện phân dung dịch chứa Cu(NO3)2 1,2M và NaCl 0,8M bằng điện cực trơ, sau một thời gian thấy khối lượng dung dịch giảm 17,7 gam. Cho 0,18 mol bột Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng, thấy thoát ra 0,06 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất); đồng thời còn lại x gam rắn không tan. Giá trị x là
A. 3,92 gam.
B. 5,76 gam.
C. 5,04 gam.
D. 4,48 gam.
A. 3,92 gam.
B. 5,76 gam.
C. 5,04 gam.
D. 4,48 gam.
Dung dịch ban đầu: $\left\{ \begin{aligned}
& Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}:1,2\text{a} \\
& NaCl:0,8\text{a} \\
\end{aligned} \right.$
Sau phản ứng thấy thoát khí NO, chứng tỏ: dung dịch sau điện phân chứa ion ${{H}^{+}}$ nên ở anot $C{{l}^{-}}$ đã điện phân hết, nước đã điện phân.
Thứ tự điện phân:
$C{{u}^{2+}}+2\text{e}\to Cu$ $2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2\text{e}$
$b 2b b$ $0,8\text{a} 0,4\text{a} \text{0,8a}$
$2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+{{O}_{2}}+4\text{e}$
Sau phản ứng còn lại chất rắn không tan là Cu, nên Fe bị oxi hóa thành $F{{\text{e}}^{2+}}$
$F\text{e}\to F{{\text{e}}^{2+}}+2\text{e}$ $4{{H}^{+}}+NO_{3}^{-}+3\text{e}\to NO+2{{H}_{2}}O$
$0,24 \leftarrow 0,18 \leftarrow 0,06$
${{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{1}{4}{{n}_{{{H}^{+}}}}=0,06$
BT e: $2b=0,8\text{a}+4.0,06\left( 1 \right)$
Khối lượng dung dịch giảm là khối lượng của Cu tạo thành và khối lượng khí Cl2, O2
$\to 64b+0,4\text{a}.71+32.0,06=17,7\left( 2 \right)$
Từ (1) và (2) $\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,15 \\
& b=0,18 \\
\end{aligned} \right.$
${{n}_{Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}ban đầu}}=1,2a=0,18\to {{n}_{Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}ban đầu}}={{n}_{Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}} phản ứng}}$
Vậy $Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}$ điện phân hết.
BT e: ${{n}_{Fe}}=\dfrac{1}{2}{{n}_{e+}}=0,09\to {{n}_{Fe dư}}=0,18-0,09=0,09$
$\to x=0,09.56=5,04$
Trong điện phân: Khối lượng dung dịch giảm chính là khối lượng kim loại tạo thành ở catot và khối lượng khí thoát ra ở catot và anot.
& Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}:1,2\text{a} \\
& NaCl:0,8\text{a} \\
\end{aligned} \right.$
Sau phản ứng thấy thoát khí NO, chứng tỏ: dung dịch sau điện phân chứa ion ${{H}^{+}}$ nên ở anot $C{{l}^{-}}$ đã điện phân hết, nước đã điện phân.
Thứ tự điện phân:
$C{{u}^{2+}}+2\text{e}\to Cu$ $2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2\text{e}$
$b 2b b$ $0,8\text{a} 0,4\text{a} \text{0,8a}$
$2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+{{O}_{2}}+4\text{e}$
Sau phản ứng còn lại chất rắn không tan là Cu, nên Fe bị oxi hóa thành $F{{\text{e}}^{2+}}$
$F\text{e}\to F{{\text{e}}^{2+}}+2\text{e}$ $4{{H}^{+}}+NO_{3}^{-}+3\text{e}\to NO+2{{H}_{2}}O$
$0,24 \leftarrow 0,18 \leftarrow 0,06$
${{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{1}{4}{{n}_{{{H}^{+}}}}=0,06$
BT e: $2b=0,8\text{a}+4.0,06\left( 1 \right)$
Khối lượng dung dịch giảm là khối lượng của Cu tạo thành và khối lượng khí Cl2, O2
$\to 64b+0,4\text{a}.71+32.0,06=17,7\left( 2 \right)$
Từ (1) và (2) $\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,15 \\
& b=0,18 \\
\end{aligned} \right.$
${{n}_{Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}ban đầu}}=1,2a=0,18\to {{n}_{Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}ban đầu}}={{n}_{Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}} phản ứng}}$
Vậy $Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}$ điện phân hết.
BT e: ${{n}_{Fe}}=\dfrac{1}{2}{{n}_{e+}}=0,09\to {{n}_{Fe dư}}=0,18-0,09=0,09$
$\to x=0,09.56=5,04$
Trong điện phân: Khối lượng dung dịch giảm chính là khối lượng kim loại tạo thành ở catot và khối lượng khí thoát ra ở catot và anot.
Đáp án C.