Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp gồm CuSO4 và NaCl (tỉ lệ mol tương ứng 1:3) với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi 2A. Sau thời gian điện phân t (giờ) thu được dung dịch Y (chứa 2 chất tan) có khối lượng giảm 12,45 gam so với dung dịch X. Dung dịch Y phản ứng vừa hết với 3,06 gam Al2O3. Bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước, hiệu suất điện phân 100%. Giá trị của t gần nhất với giá trị nào sau đây?
Trả lời bởi giáo viên
nCuSO4 = x(mol); nNaCl = 3x (mol)
Dung dịch X chứa 2 chất tan gồm: Na+: 3x (mol); SO4 2-: x mol => nOH - = x mol
Mặt khác nAl2O3 = 0,03 (mol) => nOH - = 2nAl2O3 = 0,06 (mol)
Xét tại cực Catot: nCu = 0,06 mol; nH2 = a mol
Anot: nCl2 = 0,09 mol; nO2 = b mol
=> 0,06 * 64 + 2a + 0,09 * 71 +32b = 12,45 (1)
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 2a - 4b = 0,06 (2)
Từ (1) và (2) => a = 0,15; b = 0,06
=> ne trao đổi = 0,42 (mol)
=> ne trao đổi= It/F => t = 5,63 h
Hướng dẫn giải:
Gọi số mol của CuSO4, NaCl lần lượt là x và 3x (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn e, bảo toàn điện tích và bảo toàn khối lượng để giải bài toán