Câu hỏi:
2 năm trước
Điện phân dung dịch X chứa Cu(NO3)2 và NaCl với điện cực trơ. Tổng thể tích khí thoát ra ở cả 2 điện cực (V lít) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t giây) theo đồ thị bên. Nếu điện phân X trong thời gian 3,5a giây thì thu được dung dịch có khối lượng giảm m gam so với dung dịch X. Giả thiết các chất điện phân ra không tan trong dung dịch. Giá trị của m là:
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: d
Đoạn 1: Chỉ có khí Cl2 thoát ra.
Đặt VCl2 = x (lít)
Đoạn 2: Chỉ có khí O2 thoát ra. (do khí thoát ra nó thoải hơn so với đoạn 3)
Mà ta thấy giá trị V lúc này gấp đôi đoạn tại thời điểm t = a (giây)
Do đó VO2 = 2x - x = x (lít)
Đoạn 3: Anot có O2 tiếp tục thoát ra. Còn ở catot có H2 thoát ra.
Trong đoạn 3 này thời gian bằng nửa đoạn 2 nên VO2 = 0,5x (lít)
Bảo toàn electron ta tính được VH2 = x (lít)
Tổng cộng 3 đoạn thì khí thoát ra gồm Cl2 (x lít), O2 (1,5x lít) và H2 (x lít)
Suy ra x + 1,5x + x = 7,84 → x = 2,24 lít
Ban đầu: nNaCl =2.nCl2 = 0,2 mol
Ta có: nCu(NO3)2 = nCu = nCl2 + 2.nO2 (đoạn 2) = 0,3 mol
Tại thời điểm t = a (giây): ne trao đổi = 2nCl2 = 2.2,24 : 22,4 = 0,2 mol
Tại thời điểm 3,5a (giây) (thuộc đoạn 3) ta có: ne trao đổi = 3,5. 0,2 = 0,7 mol
Catot:
Cu2+ + 2e → Cu
0,3 → 0,6 0,3 mol
H2O + 2e → H2 + 2OH-
0,1 → 0,05 mol
Anot:
2Cl- -2e → Cl2
0,2 0,2 0,1 mol
2H2O - 4e → O2 + 4H+
0,5 0,125 mol
Khi đó thu được 0,3 mol Cu ; 0,05 mol H2 ở catot và 0,1 mol Cl2 và 0,125 mol O2 ở anot.
Khối lượng dung dịch giảm chính là khối lượng các chất thoát ra ở các điện cực.
Do đó m = mCu + mH2 + mCl2 + mO2 = 0,3.64 + 0,05.2 + 0,1.71 + 0,125.32 = 30,4 (gam)
Hướng dẫn giải:
- Biện luận thành phần khí sinh ra ở mỗi đoạn.
- Áp dụng định luật bảo toàn e, tăng giảm khối lượng để giải bài toán
Câu hỏi khác
- Bài tập bài tập lý thuyết chung về kim loại hóa 12 có lời giải
- Bài tập dãy điện hóa kim loại hóa 12 có lời giải
- Bài tập kim loại tác dụng với axit không có tính oxi hóa hóa 12 có lời giải
- Bài tập kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa (phần 1) hóa 12 có lời giải
- Bài tập kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa (phần 2) hóa 12 có lời giải
