Câu hỏi:
2 năm trước
Chia 1,6 lít dung dịch Cu(NO3)2 và HCl làm 2 phần bằng nhau.
- Phần 1: Điện phân với điện cực trơ với I = 2,5A sau thời gian t giây thu được 0,14 mol một khí duy nhất ở anot. Dung dịch sau điện phân phản ứng vừa đủ với 550 ml dung dịch NaOH 0,8M được 1,96g kết tủa.
- Cho m gam bột Fe vào phần 2 đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,7m gam hỗn hợp kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc)
Giá trị của m và V lần lượt là:
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: b
- Phần 1:
Vì dung dịch sau điện phân + NaOH tạo kết tủa => Cu2+dư và khí duy nhất chính là Cl2
nCl2 = 0,14 mol
Catot: Cu2+ +2e → Cu
Anot: 2Cl- → Cl2 + 2e
- Khi + NaOH:
OH- + H+ → H2O
2OH- + Cu2+ → Cu(OH)2
nCu2+ dư = nCu(OH)2 = 1,96: 98 = 0,02 mol
nH+ dư = nNaOH – 2nCu(OH)2 = 0,55.0,8 – 2.0,02 = 0,4 mol = nHCl
(Vì H+ dư nên Cu2+ chưa điện phân hết)
Bảo toàn e: ne = 2nCu2+ = 2nCl2 => nCu2+ pứ = nCl2 = 0,14 mol
=> nCu(NO3)2 = 0,14 + 0,02 = 0,16 mol
- Phần 2: Vì thu được hỗn hợp kim loại => Fe dư => dung dịch chỉ có Fe2+
Các phản ứng:
2Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
Mol 0,15 0,4 0,1 0,15 0,1
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Mol 0,16 0,16 0,16
Gọi nFe dư = a => 0,16.64 + 56a = 0,7.56.(a + 0,15 + 0,16)
=> a = 239/2100 => mFe = (239/2100 + 0,31).56 = 23,73g
=> VNO = 0,1.22,4 = 2,24 lít
Hướng dẫn giải:
Thứ tự điện phân:
Catot: Cu2+ +2e → Cu
2H+ + 2e → H2
2H2O + 2e → 2OH- + H2
Anot: 2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
- Phần 1:Dựa vào sản phầm phản ứng với NaOH => chất nào còn dư, quá trình điện phân dừng ở phản ứng nào
- Phần 2: Sản phẩm thu được khi cho Fe + dung dịch sau điện phân là hỗn hợp kim loại
=> Biện luận chất còn dư sau phản ứng
=> số mol các ion
=> m, V
