Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Cu và các oxit Fe trong 500 ml dung dịch HCl 2M (dùng dư) thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ với cường độ dòng điện không đổi, quá trình điện phân được ghi nhận như sau:
– Sau thời gian t giây thì khối lượng catot bắt đầu tăng và khối lượng dung dịch giảm 4,26 gam.
– Sau thời gian 2t giây thì khi bắt đầu thoát ra ở catot.
– Sau thời gian 3,5t giấy, khối lượng catot tăng 6,64 gam. Khí sinh ra không tan trong dung dịch và quá trình điện phân đạt 100%. Giá trị gần nhất của m là
A. 32. B. 36. C. 34. D. 30.
Câu trả lời tốt nhất
Sau t giây, catot bắt đầu tăng khi Fe3+ vừa bị điện phân hết và đến lượt Cu2+ bắt đầu bị điện phân.
Đặt nFe3+ = x —> nCl2 = 0,5x = 4,26/71
—> x = 0,12
—> t giây ứng với ne = x = 0,12
Sau 2t có khí ở catot nên Cu2+ đã bị điện phân hết ở t giây thứ 2.
—> nCu2+ = x/2 = 0,06
Dung dịch X chứa Fe3+ (0,12), Cu2+ (0,06), Fe2+ (y), H+ (z) và Cl- (1)
Bảo toàn điện tích —> 0,12.3 + 0,06.2 + 2y + z = 1 (1)
nFe2+ bị điện phân = (6,64 – 0,06.64)/56 = 0,05
Sau 3,5t giây (ứng với ne = 3,5.0,12 = 0,42), bảo toàn electron cho catot:
ne = 0,12 + 0,06.2 + z + 0,05.2 = 0,42 (2)
(1)(2) —> y = 0,22; z = 0,08
Bảo toàn H —> nH2O = 0,46
—> nO = 0,46
—> m = mFe + mCu + mO = 30,24