Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO4, y mol HCl và z mol KCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân là 100%). Khối lượng dung dịch giảm và khối lượng Al2O3 bị hòa tan tối đa trong dung dịch sau điện phân ứng với mỗi thí nghiệm được cho ở bảng dưới đây:
Biết tại catot ion Cu2+ điện phân hết thành Cu trước khi ion H+ điện phân tạo thành khí H2, cường đi dòng điện bằng nhau và không đổi trong các thí nghiệm trên. Tổng giá trị (x + y + z) bằng
A. 1,38. B. 1,44. C. 1,56. D. 1,60.
Câu trả lời tốt nhất
Lượng Al2O3 bị hòa tan 0,06 → 0 → 0,06 nên thời điểm t giây H+ hòa tan Al2O3, thời điểm 2t giây dung dịch không có H+, OH-, thời điểm 3t giây OH- hòa tan Al2O3 —> Lúc 2t ion Cl- chưa hết.
TH1: Lúc t giây đã có H2:
Thời điểm t giây:
Catot: nCu = x và nH2 = a
Anot: nCl2 = x + a
n khí tổng = x + a + a = 0,24 (1)
Thời điểm 2t giây: ne = 4x + 4a
Catot: nCu = x và nH2 = x + 2a
Anot: nCl2 = 2x + 2a
n khí tổng = 2x + 2a + x + 2a = 0,66 (2)
(1)(2) —> x = 0,18; a = 0,03
nH+ lúc t giây = y – 2a = 0,06.6 —> y = 0,42
nH+ bị điện phân = 2nH2 = 2(x + 2a) = 0,48 > y: Vô lí, loại.
TH2: Lúc t giây chưa có H2:
Thời điểm t giây: nCu = nCl2 = 0,24
Thời điểm 2t giây: ne = 0,24.2.2 = 0,96
Catot: nCu = x và nH2 = 0,48 – x
Anot: nCl2 = 0,48
n khí tổng = 0,48 + 0,48 – x = 0,66 —> x = 0,3
nH+ = y = 2(0,48 – x) —> y = 0,36
Thời điểm 3t giây: ne = 0,24.2.3 = 1,44
Catot: nCu = 0,3 và nH2 = 0,42
Anot: nCl2 = (y + z)/2 và nO2 = p
—> y + z + 4p = 1,44
và n khí tổng = (y + z)/2 + p + 0,42 = 1,05
—> z = 0,72; p = 0,09
—> x + y + z = 1,38