Cho 29,62 gam hỗn hợp X gồm CuO, Na2CO3.nH2O, NaHCO3 tác dụng với lượng dư dung dịch Y gồm H2SO4 và HCl thu được dung dịch Z (trong Z tỉ lệ mol Na+ và Cl– là 3/14) và 2,016 lít khí CO2 (đktc). Điện phân dung dịch Z với cường độ dòng điện không đổi I=2,5A với điện cực trơ, màng ngăn xốp, giả sử kim loại sinh ra bám hoàn toàn vào catot. Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng sau:
Thời gian điện phân…Số mol khí thoát ra ở 2 điện cực….Khối lượng catot tăng (gam)
t – 3860…….a – 0,07…..m – 1,6
1,05t……………a………….m1
t + 3860…..a + 0,08…..m + 1,6
1,5t………..2a – 0,05…..2m1 – 12,8
Biết tại 1,5t dung dịch sau điện phân tác dụng vừa đủ 0,08 mol HCl. Tại 1,05t dung dịch sau điện phân tác dụng vừa đủ với b gam Al(OH)3. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Giá trị của b là 2,34
B. Trong X khối lượng O chiếm 41,59%
C. Giá trị của m là 9,6
D. Trong dung dịch Z có 0,2 mol H+
Câu trả lời tốt nhất
Trong khoảng 7720s (tính từ t – 3860 đến t + 3860) có ne = 0,2
Catot: mCu = m + 1,6 – (m – 1,6) = 3,2 —> nCu = 0,05 —> nH2 = 0,05
nH2 = nCu nên lúc t giây là Cu đã tối đa —> m1 = m + 1,6 = 2m1 – 12,8
—> m1 = 12,8 và m = 11,2 —> C sai
n khí = a + 0,08 – (a – 0,07) = 0,15
—> n khí anot = 0,15 – nH2 = 0,1
Dễ thấy n khí anot = ne/2 nên khoảng thời gian này anot chỉ có Cl2.
Lúc t – 3860:
+ Tại catot: nCu = (m – 1,6)/64 = 0,15
+ Tại anot: nCl2 = a – 0,07 = 0,15 —> a = 0,22
ne = 2,5(t – 3860)/F = 0,15.2 —> t = 15440
Lúc 1,5t ứng với ne = I.1,5t/F = 0,6
+ Tại catot: nCu = (m + 1,6)/64 = 0,2 —> nH2 = 0,1
+ Tại anot: nCl2 = u; nO2 = v
—> u + v + 0,1 = 2a – 0,05 và 2u + 4v = 0,6
—> u = 0,28; v = 0,01
—> nCl- = 2u = 0,56 —> nNa+ = 0,12
Trong X có CuO (0,2), Na2CO3.nH2O (x mol), NaHCO3 (y mol)
nNa+ = 2x + y = 0,12 và nCO2 = x + y = 0,09
—> x = 0,03; y = 0,06
mX = 0,2.80 + 0,03(18n + 106) + 0,06.84 = 29,62
—> n = 10
—> %O = 16(0,2 + 0,03.13 + 0,06.3)/29,62 = 41,59% —> B đúng
Trung hòa dung dịch lúc 1,5t bằng 0,08 mol HCl, tạo ra dung dịch có Na+ (0,12), Cl- (0,08), bảo toàn điện tích —> nSO42- = 0,02
—> Z chứa Na+ (0,12), Cl- (0,56), Cu2+ (0,2), SO42- (0,02), bảo toàn điện tích —> nH+ = 0,08 —> D sai.
Lúc 1,05t ứng với ne = I.1,05t/F = 0,42
+ Tại catot: nCu = 0,2 —> nH2 = 0,01
—> nH+ dư = 0,08 – 0,01.2 = 0,06
—> nAl(OH)3 = 0,02 —> b = 1,56 —> A sai