Đề bài
Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4 và 0,12 mol NaCl bằng dòng điện có cường độ 2A. Tính thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot sau 9650 giây điện phân.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
- Xác định ion điện phân trước=>ghép các ion để viết phương trình phân tử
- \(CuCl_2\) điện phân trước=> thời gian điện phân \(CuCl_2\) và số mol khí ở anot
- Tính thời gian điện phân \(CuSO_4\) => Khối lượng khí oxi thu được anot
=> Tổng số mol khí anot
Lời giải chi tiết
Trong quá trình điện phân cation nào có tính oxi hoá mạnh hơn sẽ thu e trước, anion nào có tính khử mạnh hơn sẽ nhường e trước. Trong dung dịch đã cho thứ tự như sau :
- Ở catot: Cu2+ > H+(H2O) > Na+
- Ở anot: Cl- > OH-(H2O) > SO42-
Ghép các ion thành phân tử để viết pt điện phân. Các ion Cl- và Cu2+ điện phân trước
\(CuCl_2 \xrightarrow{{đpdd}} Cu+Cl_2\) (1)
0,06mol→ 0,06→0,06
\(2CuSO_4 + 2H_2O\xrightarrow{{đpdd}} 2Cu + O_2\)
\(+ 2H_2SO_4\)(2)
Thời gian cần thiết để điện phân ở (1):
\(m = \dfrac{{A.I.t} }{ {n.F}} \to t = \dfrac{{m.n.F} }{{A.I}}\)
\(= \dfrac{{71.0,06.2.96500}}{ {2.71}} = 5790(s)\)
Thời gian còn lại để điện phân (2) là: 9650- 5790= 3860 (s)
Tính khối lượng O2 thu được khi điện phân trong 3860 s:
\(m = \dfrac{{A.I.t} }{ {n.F}} = \dfrac{{32.2.3860} }{{4.96500}}=0,64g\)
\(n_{O_2}=\dfrac{{0,64}}{{32}}=0,02 mol\)
Tổng số mol khí thu được ở anot là: 0,06+0,02=0,08 mol
Thể tích khí thu được ở anot là: 0,08.22,4=1,792 (l)
