Dung dịch X chứa m gam chất tan gồm Cu(NO₃)₂ (có m_Cu(NO3)2> 5 gam) và NaCl. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ, màng ngăn xốp và cường độ dòng điện không đổi. Sau thời gian t giây thì thu được dung dịch Y chứa (m – 15,2575) gam chất tan và có khí thoát ra ở catot. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được dung dịch Z chứa z gam chất tan và hỗn hợp khí T chứa 3 khí và có tỉ khối hơi so với H₂ là 16. Cho Z vào dung dịch chứa 0,1 mol FeCl₂ và 0,18 mol HCl thì thu được dung dịch chứa (z + 16,15) gam chất tan và có khí thoát ra. Tổng giá trị m là

Đặt a, b là số mol Cu(NO₃)₂ và NaCl trong X

Trong t giây tại catot thu được: n_Cu = a mol và n_H2 = x mol

=> n_e = 2a + 2x => n_Cl2 = a + x

∆m_giảm = \({m_{{H_2}O}}-{m_{Cu}}-{m_{{H_2}}}-{m_{C{l_2}}} =  - 15,2575\)

=> 18.2x – 64a – 2x – 71.(a + x) = -15,2575

=> 37x + 135a = 15,2575   (1)

Trong 2t giây thì n_e = 4a + 4x

Vậy trong 2t giây:

Tại catot: n_Cu = a và n_H2 = a + 2x

Tại anot: \({n_{C{l_2}}} = \frac{b}{2}\)và \({n_{{O_2}}} = a + x--\frac{b}{4}\)

M_khí = 32, cũng là M của O₂ nên H₂ và Cl₂ cũng có M = 32

=>\(2.\left( {a + 2x} \right){\rm{ + }}71.\frac{b}{2} = 32.\left( {a + 2x + \frac{b}{2}} \right)\)

=> 60x + 30a – 19,5b = 0  (2)

Lúc này dung dịch Z chứa: Na⁺ (b mol), NO₃^- (2a mol) => OH^- (b – 2a) mol

=> m_{chất tan} = z = 90a + 40b

Thêm vào Z gồm Fe²⁺ (0,1 mol), H⁺ (0,18 mol) và Cl^- (0,38 mol)

Sau trung hòa thì: n_{H+ dư} = 0,18 + 2a – b

Do \({m_{Cu{{\left( {N{O_3}} \right)}_2}}} > 5{\rm{ }}gam{\rm{ }}n\^e n{\rm{ }}{n_{NO_3^ - }} = 2a > 0,053\)trong khi \({n_{F{e^{2 + }}}} = 0,1\)nên NO₃^- chắc chắn dư

TH1: Nếu H⁺ hết

H⁺     +    OH^-    →    H₂O

(b-2a) ← (b-2a)

3Fe²⁺   +   4H⁺    +   NO₃^-→ 3Fe³⁺+ NO + 2H₂O

          (0,18-b+2a) →\(\frac{{0,18 + 2a--b}}{4}\)

=>\({n_{NO_3^ - (trong\,dd)}} = 2a--\frac{{0,18 + 2a--b}}{4} = 1,5a + 0,25b--0,045\)

=>m_{chất tan} = \({m_{N{a^ + }}} + {m_{NO_3^ - }} + {m_{F{{\rm{e}}^{3 + }}}} + {m_{C{l^ - }}}\)

=>23b + 62.(1,5a + 0,25b – 0,045) + 0,1.56 + 0,4.35,5 = 90a + 40b + 16,15  (3)

Giải hệ (1), (2), (3) ta có x = 0,0475; a = 0,1; b = 0,3

Vậy m = 36,35 gam

TH2: Nếu H⁺ dư =>\({n_{NO}} = \frac{{0,1}}{3}\)

H⁺     +    OH^-    →    H₂O

(b-2a) ← (b-2a)

3Fe²⁺   +   4H⁺    +   NO₃^-   →    3Fe³⁺   +   NO + 2H₂O

 0,1   →   \(\frac{{0,4}}{3}\) →   \(\frac{{0,1}}{3}\)

=>\({n_{NO_3^ - (trong\,dd)}} = 2{\rm{a}} - \frac{{0,1}}{3}\)

\({n_{{H^ + }du}} = 0,18 - \frac{{0,4}}{3} - (b - 2{\rm{a}}) = \frac{7}{{150}} + 2{\rm{a}} - b\)

m_{chất tan} = \({m_{N{a^ + }}} + {m_{NO_3^ - }} + {m_{F{{\rm{e}}^{3 + }}}} + {m_{C{l^ - }}} + {m_{{H^ + }}}\)

=>23b + 62.(2a – 0,1/3) + 0,1.56 + 0,38.35,5 + \(\frac{7}{{150}} + 2{\rm{a}} - b\)= 90a + 40b + 16,15  (4)

Giải hệ (1), (2) và (4) => nghiệm âm, loại TH này