Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO4, y mol H2SO4 và z mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân là 100%). Lượng khí sinh ra từ quá trình điện phân và khối lượng Al2O3 bị hòa tan tối đa trong dung dịch sau điện phân ứng với mỗi thí nghiệm được cho ở bảng dưới đây:
Thí nghiệm 1 | Thí nghiệm 2 | Thí nghiệm 3 | |
Thời gian điện phân (giây) | t | 2t | 3t |
Lượng khí sinh ra từ bình điện phân (mol) | 0,40 | 1,10 | 1,75 |
Khối lượng Al2O3 bị hòa tan tối đa (gam) | 10,2 | 0 | 10,2 |
Trả lời bởi giáo viên
\(\begin{array}{*{20}{c}}{(1)CuS{O_4}}\\x\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{ + 2NaCl}\\{2x}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} \to \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{Cu}\\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} + \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{C{l_2}}\\x\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{ + N{a_2}S{O_4}}\\{}\end{array}\) (số mol e trao đổi = 2x)
\(\begin{array}{*{20}{c}}{(2){H_2}S{O_4}}\\y\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{ + 2NaCl}\\{2y}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} \to \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{{H_2}}\\y\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} + \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{C{l_2}}\\y\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} + \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{N{a_2}S{O_4}}\\{}\end{array}\) (số mol e trao đổi =2y)
\(\begin{array}{*{20}{c}}{(3)2NaCl}\\{0,2}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} + \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{2{H_2}O}\\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} \to \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{{H_2}}\\{0,1}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} + \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{C{l_2}}\\{0,1}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} + \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{2NaOH}\\{0,2}\end{array}\) (số mol e trao đổi = 0,2)
\(\begin{array}{*{20}{c}}{(4)2{H_2}O}\\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} \to \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{2{H_2}}\\{0,3}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}} + \\{}\end{array}\begin{array}{*{20}{c}}{{O_2}}\\{0,15}\end{array}\) (số mol e trao đổi =0,6)
Thí nghiệm 2 xảy ra các phản ứng (1), (2), (3)
Thí nghiệm 3 xảy ra cả 4 phản ứng
Do tại thí nghiệm (3) lượng Al2O3 bị hòa tan tối đa là 10,2 gam tức 0,1 mol, mà sản phẩm sinh ra hòa tan được Al2O3 là NaOH => Số mol NaOH = 2. Số mol Al2O3 = 0,2 mol
BTNT Na: 2x+2y+0,2=z (1)
Ở thí nghiệm 2 tổng khí thu được là 1,1 mol => x+2y=1,1 mol (2)
Có tổng số mol e trao đổi ở TN3 gấp 1,5 lần tổng số mol e trao đổi ở TN2
=> 2x+2y+0,8=1,5(2x+2y) (3)
Từ (1), (2), (3) => x=0,5 mol; y=0,3 mol; z= 1,8 mol
=> x+y+z=2,6 mol
Đáp án A
Hướng dẫn giải:
Viết phương trình điện phân ở mỗi thí nghiệm
Tính toán theo PTHH