Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn, dòng điện có cường độ ổn định) dung dịch chứa m gam hỗn hợp NaCl và CuSO4, sau một thời gian, thu được dung dịch Y. Tùy thuộc vào thời gian điện phân mà dung dịch Y có thể hòa tan tối đa lượng bột nhôm oxit khác nhau. Kết quả thu được như sau:
Thời gian điện phân (h)…… 1……. 2……… 3…….. 4
mAl2O3 bị hòa tan (gam)….0….. 5,10…. 12,75… 18,36
Biết rằng dung dịch thu được sau khi hòa tan Al2O3 có chứa muối aluminat. Giá trị của m là
A. 53,25. B. 47,80. C. 45,25. D. 48,76.
Câu trả lời tốt nhất
nCuSO4 = a và nNaCl = b
Lượng Al2O3 trong khoảng 2h đến 3h lớn hơn trong khoảng 3h đến 4h nên mAl2O3 max = 18,36 gam (0,18 mol)
Lúc 4h dung dịch có chứa SO42- (a), Na+ (b) và AlO2- (0,36).
Bảo toàn điện tích —> 2a + 0,36 = b (1)
Trong khoảng 2h đến 3h có nAl2O3 = (12,75 – 5,1)/102 = 0,075 —> nOH- = 0,15
2H2O + 2e —> 2OH- + H2
—> ne trong 1h = 0,15 —> ne trong 2h = 0,3
Xét 2h đầu tiên, có nAl2O3 = 0,05 —> nOH- = 0,1 —> nH2 = 0,05
Bảo toàn electron cho catot —> nCu = a = 0,1
(1) —> b = 0,56
—> m = 48,76 gam