Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn) dung dịch chứa x mol CuSO4 và y mol NaCl (x > y) bằng dòng điện một chiều có cường độ 2,68A, sau thời gian t giờ, khối lượng dung dịch Y có khối lượng giảm 20,45 gam so với dung dịch ban đầu. Thêm tiếp Al dư vào Y, thấy thoát ra 3,36 lít khí H2 và dung dịch sau phản ứng chứa 2 chất tan có số mol bằng nhau. Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong nước và nước không bay hơi trong quá trình điện phân. Giá trị của t gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 5,5 giờ. B. 5,0 giờ. C. 4,5 giờ. D. 6,0 giờ.
Câu trả lời tốt nhất
nSO42- > nNa+ nên 2 chất tan có số mol bằng nhau là Na2SO4 (0,5y) và Al2(SO4)3 (0,5y)
Bảo toàn S —> x = 0,5y + 1,5y (1)
TH1: Cu2+ chưa bị điện phân hết
nH2 = 0,15 —> nH+ = 0,3 —> nO2 = nH+/4 = 0,075
Anot: nCl2 = 0,5y và nO2 = 0,075
Catot: nCu = 0,5y + 0,15
m giảm = 71.0,5y + 0,075.32 + 64(0,5y + 0,15) = 20,45 (2)
(1)(2) —> x = 0,2504; y = 0,1252
—> ne = 2(0,5y + 0,15) = It/F —> t = 15310s = 4,25h
TH2: Cu2+ đã bị điện phân hết
nH2 = 0,15 —> nAl = y = 0,1
(1) —> x = 0,2
Catot: nCu = 0,2 và nH2 = a
Anot: nCl2 = 0,05 và nO2 = b
Bảo toàn electron —> 0,2.2 + 2a = 0,05.2 + 4b
m giảm = 0,2.64 + 2a + 0,05.71 + 32b = 20,45
—> a = 17/180; b = 11/90
—> ne = 0,2.2 + 2a = It/F —> t = 21204s = 5,9h
e tưởng 2 chất tan thì cu2+ hết rồi, nếu có cu2+ thì 3 chất tan