Câu hỏi:
2 năm trước

Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) V lít dung dịch X chứa đồng thời R(NO3)2 0,45M (R là kim loại hóa trị không đổi) và NaCl 0,4M trong thời gian t giây, thu được 6,72 lít hỗn hợp khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được dung dịch Y. Dung dịch Y tác dụng vừa đủ với 400 ml dung dịch chứa KOH 0,75M và NaOH 0,5M không sinh ra kết tủa. Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của V là

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: a

Do Y tác dụng với kiềm nên R2+ có bị điện phân

nR(NO3)2 = 0,45V mol; nNaCl = 0,4V mol

*t giây: Thu được hỗn hợp khí ở anot nên Cl- bị điện phân hết, H2O đã bị điện phân

nCl2 = 0,5nNaCl = 0,2V mol

n khí = nCl2 + nO2 => nO2 = 0,3 – 0,2V (mol)

=> n e (t giây) = 2nCl2 + 4nO2 = 2.0,2V + 4(0,3-0,2V) = 1,2-0,4V (mol)

*2t giây: n e (2t giây) = 2,4-0,8V

Trong t giây tiếp theo nO2 sinh thêm = (1,2-0,4V)/4 = 0,3-0,1V (mol)

=> ∑nO2 = 0,6-0,3V (mol)

DD Y phản ứng với NaOH và KOH không sinh ra kết tủa nên có các TH sau:

- TH1: R2+ bị điện phân hết: ne ≥ 2nR2+ => 2,4-0,8V ≥ 2.0,45V => V ≤ 24/17

Catot:

R2+  +   2Cl- → R + Cl2

0,2V ← 0,4V

R2+ + H2O → R + 2H+ + 0,5O2

0,25V →                0,5V

H2O → H2 + O2

nOH- = nH+ => 0,5V = 0,5 => V = 1 (thỏa mãn)

- TH2: R2+ điện phân chưa hết, OH- phản ứng với H+ và R2+ tạo R(OH)2 sau đó hòa tan R(OH)2

ne < 2nR2+ => 2,4-0,8V < 2.0,45V => V > 24/17

nR2+ bị đp = ne : 2 = 1,2-0,4V => nR2+ dư = 0,85V-1,2

nH+ = 4nO2 = 2,4-1,2V

=> nOH- = nH+ + 4nR2+ => 0,5 = 2,4-1,2V + 4(0,85V-1,2) => V = 1,318 (không thỏa mãn)

Hướng dẫn giải:

Do Y tác dụng với kiềm nên R2+ có bị điện phân

nR(NO3)2 = 0,45V mol; nNaCl = 0,4V mol

*t giây: Thu được hỗn hợp khí ở anot nên Cl- bị điện phân hết, H2O đã bị điện phân

nCl2 = 0,5nNaCl = 0,2V mol

n khí = nCl2 + nO2 => nO2 = 0,3 – 0,2V (mol)

=> n e (t giây) = 2nCl2 + 4nO2 = 2.0,2V + 4(0,3-0,2V) = 1,2-0,4V (mol)

*2t giây: n e (2t giây) = 2,4-0,8V

Trong t giây tiếp theo nO2 sinh thêm = (1,2-0,4V)/4 = 0,3-0,1V (mol)

=> ∑nO2 = 0,6-0,3V (mol)

DD Y phản ứng với NaOH và KOH không sinh ra kết tủa nên có các TH sau:

- TH1: R2+ bị điện phân hết: ne ≥ 2nR2+ => 2,4-0,8V ≥ 2.0,45V => V ≤ 24/17

- TH2: R2+ điện phân chưa hết, OH- phản ứng với H+ và R2+ tạo R(OH)2 sau đó hòa tan R(OH)2

Câu hỏi khác