Tiến hành điện phân dung dịch chứa a mol KCl và b mol CuSO₄ với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi I = 7,5A, trong thời gian t = 4632s, thu được dung dịch X, đồng thời anot thoát ra 0,12 mol hỗn hợp khí. Nếu thời gian điện phân là 1,5t (s) thì tổng số mol khí thoát ra ở 2 điện cực là 0,215 mol. Giả sử trong quá trình điện phân nước bay hơi không đáng kể, hiệu suất điện phân đạt 100%, các khí sinh ra không tan trong nước, bỏ qua sự thủy phân của muối. Cho các phát biểu liên quan đến bài toán:

(a) Tổng khối lượng 2 muối trước điện phân là 35,48g

(b) Nếu thời gian điện phân là 1,25t (s) thì nước đã điện phân ở 2 điện cực

(c) Giá trị của a, b lần lượt là 0,12 và 0,25

(d) Dung dịch X chỉ có 2 chất tan

(e) Đến thời điểm 1,5t (s), số mol H⁺ sinh ra ở anot là 0,32 mol

Số phát biểu sai là:

Khi t = 4632s => n_e = It/F = 0,36 mol

Các phản ứng có thể xảy ra ở 2 điện cực:

Tại Catot:        Cu²⁺ + 2e → Cu

                        2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂

Tại anot:          2Cl^- → Cl₂ + 2e

                        2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

=> n_e = 2n_Cl2 + 4n_O2 = 2.0,5a + 4x

Và: n_khí = n_Cl2 + n_O2 = 0,5a + x = 0,12

=> a = 0,12 mol ; x= 0,06 mol

- Khi t = 6948s => n_e = 0,54 mol

Tại anot thoát thêm Oxi: n_{O2 thêm} = (0,54 – 0,36): 4  = 0,045 mol

=> n_{khí ở anot} = 0,12 + 0,045 = 0,165 mol => H₂O bị điện phân ở Catot => n_H2 = 0,215 – 0,165 = 0,05 mol

Bảo toàn e cho catot: 2n_Cu + 2n_H2 = n_e => 2b + 0,05.2 = 0,54

=> b = 0,22 mol

Các phát biểu:

(a) Tổng khối lượng 2 muối trước điện phân là 35,48g

            => Sai. m_muối = 0,12.74,5 + 0,22.160 = 44,14g

(b) Nếu thời gian điện phân là 1,25t (s) thì nước đã điện phân ở 2 điện cực

            => Đúng.  Nếu thời gian là 1,25t => n_e = 1,25.0,36 = 0,45 mol > 2n_Cu = 0,44 mol => nước bị điện phân ở cả catot

(c) Giá trị của a,b lần lượt là 0,12 và 0,25

            => Sai. b = 0,22 mol

(d) Dung dịch X chỉ có 2 chất tan

            => Sai. X gồm 3 chất tan: K₂SO₄, H₂SO₄, CuSO₄.

(e) Đến thời điểm 1,5t (s), số mol H⁺ sinh ra ở anot là 0,32 mol

            => Sai. n_H+ = 4n_O2 = 4.(0,06 + 0,045) = 0,42 mol

Vậy có 4 phát biểu sai