Điện phân (với điện cực trơ) 200ml dung dịch CuSO4 nồng độ x mol/l, sau một thời gian thu được dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 8 gam so với dung dịch ban đầu. Cho 16,8 gam bột sắt vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4 gam kim loại. Giá trị của x là

@Noicomdien1 

xem ảnh

Đáp án:

$x=1,25$

Giải thích các bước giải:

$n_{CuSO_4}=0,2x(mol)\\ 2CuSO_4+2H_2O\xrightarrow{\text{điện phân}} 2Cu\downarrow+O_2\uparrow+2H_2SO_4\ (1)\\ Đặt\ n_{O_2}=a(mol)\\ \Rightarrow n_{Cu}=2a(mol)\\ \Delta \downarrow=m_{Cu}+m_{O_2}=8(g)\\ \Rightarrow 64.2a+32a=8\\ \Rightarrow a=0,05\\ n_{CuSO_4\ (1)}=2.n_{O_2}=0,1(mol)\\ n_{Fe}=\dfrac{16,8}{56}=0,3(mol)\\ Fe+CuSO_4\to FeSO_4+Cu\downarrow (2)\\ n_{CuSO_4\ (2)}=0,2x-0,1\ (mol)\\ $

Do khối lượng sắt lớn hơn khối lượng kim loại thu được nên sắt còn tan trong dung dịch axit

$n_{Cu}=n_{CuSO_4}=0,2x-0,1\ (mol)\\ n_{Fe\ (2)}=0,2x-0,1\ (mol)\\ Fe+H_2SO_4\to FeSO_4+H_2\ (3)\\ n_{H_2SO_4}=n_{Fe\ (3)}=0,1(mol)\\ n_{Fe\ dư}=0,3-(0,2x-0,1)-0,1=0,3-0,2x(mol)\\ \Rightarrow 56(0,3-0,2x)+64.(0,2x-0,1)=12,4\\  \Rightarrow x=1,25$