Tiến hành điện phân 100 gam dung dịch chứa 0,2 mol FeCl₃; 0,1 mol CuCl₂ và 0,16 mol HCl (với 2 điện cực trơ) đến khi có khi bắt đầu thoát ra ở cả hai điện cực thì dừng điện phân. Đem phần dung dịch cho tác dụng hết với 150 gam dung dịch chứa AgNO₃, kết thúc phản ứng thu được 90,08 gam kết tủa và dung dịch Y chứa một muối duy nhất có nồng độ a%. Giá trị của a gần nhất với giá trị nào sau đây?

- Xét phản ứng điện phân:

Bên Catot, thứ tự điện phân là: Fe³⁺; Cu²⁺, H⁺, Fe²⁺, H₂O

Bên Anot, thứ tự điện phân là: Cl^-, H₂O

Nhưng vì chỉ điện phân đến khi 2 bên đều bắt đầu thoát khí nên

+ ở catot, chỉ có Fe^3+: Cu²⁺ bị điện phân

Fe³⁺ +1e → Fe²⁺               Cu²⁺ +2e → Cu

+ ở anot, chỉ có Cl^- bị điện phân

2Cl^-  → Cl₂ + 2e

Suy ra, dd A còn lại sau khi điện phân là: FeCl₂ và HCl

n_FeCl2 = n_FeCl3 = 0,2 (mol) ; n_HCl = 0,16 (mol)

m_ddA = 100 – m_CuCl2 = 100 – 0,1.135 = 86,5 (g)

- Xét phản ứng của dd A với dd AgNO₃

+ Phản ứng tạo kết tủa chắc chắn có Ag và AgCl

n_AgCl↓ = n_HCl + 2n_FeCl2­ = 0,16 + 2.0,2 = 0,56 (mol)

\( \to {n_{Ag}} = \frac{{90,08 - 0,56.143,5}}{{108}} = 0,09\,(mol)\)

BTNT “Ag”: n_AgNO3 = n_AgCl↓ + n_Ag↓ = 0,56 + 0,09 = 0,65 (mol)

+ Phản ứng tạo 1 muối duy nhất nên muối đó chỉ có thể là Fe(NO₃)₃

n_Fe(NO3)3 = n_FeCl2 = 0,2 (mol)

+ Phản ứng chắc chắn tạo hỗn hợp khí dạng N_xO_y, tạm gọi là khí X

Ta có: \({n_{{H_2}O}} = \frac{1}{2}{n_{HCl}} = 0,08\,(mol)\)

+ Bảo toàn khối lượng ta có: m_{FeCl2, HCl} + m_AgNO3 = m_↓ + m_Fe(NO3)3 + m_X + m_H2O

→ 0,2.127 + 0,16.36,5 + 0,65.170 = 90,08 + 0,2.242 + m_X + 0,08.18

→ m_X = 1,82 (g)

+ Xét toàn bộ quá trình phản ứng:

Dd sau cùng là Fe(NO₃)₃

m_{dd Fe(NO3)3} = m_ddA + m_{dd AgNO3} - m↓ - m_X↑

                   = 86,5 + 150 – 90,08 – 1,82

                  = 144,6 (g)

\(a\%  = \frac{{{m_{Fe{{(N{O_3})}_3}}}}}{{{m_{d{d_{Fe{{(N{O_3})}_3}}}}}\,}}.100\%  = \frac{{0,2.242}}{{144,6}}.100\%  = 33,47\% \) gần nhất với 33,5%