Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol NaCl và x mol Cu(NO3)2 với điện cực trơ, sau một thời gian thu được dung dịch X và khối lượng dung dịch giảm 21,5 gam. Cho thanh sắt vào dung dịch X đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng thanh sắt giảm 1,8 gam và thấy thoát ra khí NO duy nhất. Giá trị của x gần nhất với?
A. 0,42. B. 0,52. C. 0,62. D. 0,32.
Câu trả lời tốt nhất
Cách 1:
Anot: nCl2 = 0,1 và nO2 = a
Catot: nCu = b
Bảo toàn electron: 0,1.2 + 4a = 2b
m giảm = 0,1.71 + 32a + 64b = 21,5
—> a = 0,05 và b = 0,2
nH+ = 4nO2 và nNO = nH+/4 = 0,05
nCu2+ dư = c, bảo toàn electron:
2nFe phản ứng = 2nCu2+ dư + 3nNO
—> nFe phản ứng = c + 0,075
—> 64c – 56(c + 0,075) = -1,8 —> c = 0,3
—> nCu(NO3)2 = b + c = 0,5
Cách 2: Tính bằng phản ứng:
2NaCl + Cu(NO3)2 —> Cu + Cl2 + 2NaNO3
0,2…………0,1…………..0,1….0,1
Cu(NO3)2 + H2O —> Cu + 0,5O2 + 2HNO3
a……………………………a……..0,5a…..2a
—> m giảm = 64(a + 0,1) + 71.0,1 + 32.0,5a = 21,5
Dung dịch X chứa HNO3 (2a mol), Cu(NO3)2 dư (b mol). Do Fe dư nên:
3Fe + 8HNO3 —> 3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O
3a/4……..2a
Cu(NO3)2 + Fe —> Fe(NO3)2 + Cu
b……………..b………………………b
—> m giảm = 64b – 56(3a/4 + b) = – 1,8
Giải hệ có a = 0,1 và b = 0,3
nCu(NO3)2 = x = 0,1 + a + b = 0,5