Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CuSO₄và FeCl₃ vào nước dư thu được dung dịch X. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ đến khi ở anot thoát ra 0,2 mol hỗn hợp khí có tỉ khối hơi so với H₂ bằng 30,625 thì dừng lại. Dung dịch thu được sau điện phân có chứa 2 muối có nồng độ mol bằng nhau. Giả sử hiệu suất của quá trình điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của m là

48,25

64,25

62,25

56,25

Xem đáp án

56 lượt xem

Đề thi thử THPT QG môn Hóa trường THPT chuyên Đại học Vinh lần 3 - MÔN HÓA - Lớp 12. Thi ngay

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: b

Hai khí thoát ra ở anot là Cl₂ và O₂:

Ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{gathered}
\sum {{n_{hh}} = {n_{C{l_2}}} + {n_{{O_2}}} = 0,2} \hfill \\
\sum {{m_{hh}} = 71{n_{C{l_2}}} + 32{n_{{O_2}}} = 30,625.2.0,2} \hfill \\
\end{gathered} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{gathered}
{n_{C{l_2}}} = 0,15 \hfill \\
{n_{{O_2}}} = 0,05 \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Sau phản ứng thu được 2 muối có nồng độ bằng nhau → số mol 2 muối bằng nhau

→ Fe³⁺ điện phân hết, Cu²⁺ điện phân dư

BTNT "Cl": 3n_FeCl3 = 2n_Cl2 → n_FeCl3 = 2/3. 0,15 = 0,1 (mol)

→ n_{Cu2+ dư}= n_Fe2+ = n_Fe3+ = 0,1 (mol)

Đặt n_{Cu2+ điện phân} = a (mol)

BT e ta có: 0,1 + 2a = 0,3 + 0,2 → a = 0,2 (mol)

BTNT "Cu": n_CuSO4 = n_{Cu2+ điện phân} + n_{Cu2+ dư} = 0,2 + 0,1 = 0,3 (mol)

→ m = m_CuSO4 + m_FeCl3 = 0,3.160 + 0,1.162,5 = 64,25 (g)

Hướng dẫn giải:

Hai khí thoát ra ở anot là Cl₂ và O₂:

Ta có hệ phương trình: \(\left\{ \begin{gathered}\sum {{n_{hh}} = {n_{C{l_2}}} + {n_{{O_2}}} = 0,2} \hfill \\\sum {{m_{hh}} = 71{n_{C{l_2}}} + 32{n_{{O_2}}} = 30,625.2.0,2} \hfill \\ \end{gathered} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{gathered}{n_{C{l_2}}} = ? \hfill \\{n_{{O_2}}} = ? \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

Sau phản ứng thu được 2 muối có nồng độ bằng nhau → số mol 2 muối bằng nhau

→ Fe³⁺ điện phân hết, Cu²⁺ điện phân dư

BTNT "Cl" → n_FeCl3 = 2/3n_Cl2 = ? (mol)

n_{Cu2+ dư}= n_Fe2+ = n_Fe3+ = ?

Viết các bán phản ứng xảy ra ở mỗi điện cực, dùng bảo toàn e sẽ tính được mol Cu2+ điện phân

BTNT "Cu": n_CuSO4 = n_{Cu2+ dư} + n_{Cu2+ điện phân}