Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO4, y mol H2SO4 và z mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân là 100%). Khối lượng dung dịch giảm đi trong quá trình điện phân 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:
Thời gian điện phân (giây)…………… t……. 2t……. 3t
m dung dịch giảm (gam)…………… 40,5…. 68,6….. m
mAl2O3 bị hòa tan tối đa (gam)….. 6,8……. 0……… 20,4
Biết tại catot ion Cu2+ điện phân hết thành Cu trước khi ion H+ điện phân tạo thành khí H2; cường độ dòng điện bằng nhau và không đổi trong các thí nghiệm trên. Giá trị m là bao nhiêu?
A. 82,4. B. 85,0. C. 88,6. D. 72,4.
Câu 2. Cho các phát biểu sau:
(a) Giá trị của m là 85 gam.
(b) Tổng giá trị (x + y + z) là 2,2 mol.
(c) Điện phân với thời gian 3t giây, tổng thể tích khí thu được ở 2 cực là 30,24 lít.
(d) Nếu thời gian điện phân là 2,5t giây, dung dịch sau điện phân chứa 103,05 gam chất tan.
Số phát biểu đúng là
A. 2. B. 3. C. 1. D. 4.
Câu trả lời tốt nhất
Lúc 2t giây có mAl2O3 = 0 nên 2 phản ứng sau đây vừa kết thúc:
CuSO4 + 2NaCl —> Cu + Cl2 + Na2SO4
H2SO4 + 2NaCl —> H2 + Cl2 + Na2SO4
—> nCu = x, nH2 = y và nCl2 = x + y
—> 64x + 2y + 71(x + y) = 68,6 (1)
ne trong 2t giây = 2x + 2y —> ne trong t giây = x + y
Lúc t giây đầu tiên: nAl2O3 = 1/15 —> nH+ = 0,4
Nếu H+ đã bị điện phân thì nH2 = y – 0,2
—> nCu = x, nH2 = y – 0,2 và nCl2 = x + y – 0,2
—> 64x + 2(y – 0,2) + 71(x + y – 0,2) = 40,5 (2)
(1) – (2) —> 14,6 = 28,1: Vô lí, loại.
Vậy lúc t giây H+ chưa bị điện phân —> nH+ = 2y = 0,4 (3)
(1)(3) —> x = 0,4; y = 0,2
Lúc 3t giây có nAl2O3 = 0,2 —> nOH- = 0,4
Trong khoảng t giây (từ 2t đến 3t) nếu Cl- vẫn chưa hết thì ne = x + y = 0,6 —> nOH- = 0,6: Vô lí, loại.
Vậy Cl- đã bị điện phân hết, dung dịch lúc này chứa SO42- (x + y = 0,6) và OH- (0,4), bảo toàn điện tích —> nNa+ = z = 1,6
Trong 3t giây (ne = 0,6.3 = 1,8)
Catot: nCu = 0,4 —> nH2 = 0,5
Anot: nCl2 = 0,8 —> nO2 = 0,05
—> m giảm = m = 85 gam
Câu 2.
(a) Đúng
(b) Đúng
(c) Đúng, lúc 3t giây có n khí tổng = 0,5 + 0,8 + 0,05 = 1,35 —> V = 30,24 lít
(d) Đúng
ne trong 2,5t giây = 2,5(x + y) = 1,5
Dung dịch lúc này chứa Na+ (1,6), Cl- (1,6 – 1,5 = 0,1), SO42- (0,6), bảo toàn điện tích —> nOH- = 0,3
—> m chất tan = 103,05 gam