Điện phân dung dịch X chứa các ion Na+, H+, Cu2+, SO42-, Cl- (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân là 100%). Lượng khí sinh ra từ quá trình điện phân và lượng Al2O3 bị hòa tan tối đa trong dung dịch sau điện phân được cho ở bảng dưới đây:
Thời gian điện phân (giây)…… … t……. 2t…… 3t
Tổng n khí 2 điện cực (mol)…… 0,31…. x……. 1,41
mAl2O3 bị hòa tan tối đa (mol)… 0,1….. 0…… y
Giá trị của x + y là
A. 1,35. B. 1,01. C. 0,91. D. 0,825.
Câu trả lời tốt nhất
Lượng Al2O3 bị hòa tan giảm xuống 0 sau đó lại tăng lên chứng tỏ lúc 2t giây H+, Cu2+ vừa hết, Cl- vừa hết hoặc vẫn còn.
TH1: Lúc t giây khí chưa có H2 —> nCl2 = 0,31
—> ne trong t giây = 2nCl2 = 0,62
nH+ ban đầu = 6nAl2O3 = 0,6
ne trong 2t giây = 0,62.2 = nH+ + 2nCu2+ —> nCu2+ = 0,32
Lúc 3t giây (ne = 1,86)
Catot: nCu = 0,32 —> nH2 = 0,61
Anot: nCl2 = u; nO2 = v —> 2u + 4v = 1,86
n khí tổng = 0,61 + u + v = 1,41
—> u = 0,67; v = 0,13
nOH- = 2nH2 – nH+ ban đầu – 4nO2 = 0,1
—> y = nOH-/2 = 0,05
Lúc 2t giây (ne = 1,24)
Catot: nCu = 0,32; nH2 = 0,3
Anot: nCl2 = 0,62
—> x = 0,3 + 0,62 = 0,92
—> x + y = 0,97
TH2: Lúc t giây khí đã có H2
nH+ dư = 6nAl2O3 = 0,6; trong khoảng thời gian từ t đến 2t thì lượng H+ này bị điện phân hết —> ne trong t giây = 0,6
Anot: nCl2 = ne/2 = 0,3
Catot: nH2 = 0,31 – 0,3 = 0,01 —> nCu = 0,29
Lúc 2t giây có ne = 1,2
Anot: nCl2 = ne/2 = 0,6
Catot: nCu = 0,29 —> nH2 = 0,31
—> n khí tổng = x = 0,9 + 0,31 = 0,91
Lúc 3t giây có ne = 1,8
Anot: nCl2 = u; nO2 = v —> 2u + 4v = 1,8
Catot: nCu = 0,29 —> nH2 = 0,61
n khí tổng = u + v + 0,61 = 1,41
—> u = 0,7; v = 0,1
nOH- = 2nH2 – nH+ ban đầu – 4nO2 = 0,2
—> y = nOH-/2 = 0,1
—> x + y = 1,01