Một học sinh làm thí nghiệm tách riêng các kim loại ra khỏi hỗn hợp X gồm Cu, Ag, Au (phần trăm khối lượng lần lượt là 32%, 54% và 14%) theo các bước sau:
• Bước 1: Cho 4 gam X vào lượng dư dung dịch HNO3 3M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, lọc lấy chất rắn không tan còn lại dung dịch Y.
• Bước 2: Điện phân Y với điện cực catot bằng Ag, anot bằng than chì, cường độ dòng điện không đổi 2A trong thời gian 1930 giây thì khối lượng catot tăng thêm m1 gam.
• Bước 3: Thay điện cực catot bằng Ag thành điện cực bằng Cu, vẫn giữ anot bằng than chì và cường độ dòng điện 2A. Tiếp tục điện phân dung dịch thu được sau bước 2 trong thời gian 1930 giây thì khối lượng catot tăng thêm m2 gam.
Cho hằng số Farađây bằng 96500. Giả thiết: toàn bộ kim loại sinh ra trong quá trình điện phân bám hết vào catot, quá trình khử xảy ra ở catot theo đúng thứ tự dãy điện hóa, hiệu suất điện phân là 100%. Cho các phát biểu sau:
(a) Giá trị của m1 là 2,8.
(b) Giá trị của m2 là 0,64.
(c) Sau bước 3 học sinh đã tách riêng được ba kim loại Cu, Ag và Au tinh khiết.
(d) Nếu cho hỗn hợp X vào dung dịch HCl dư thì tách lấy được kim loại Au tinh khiết.
Số phát biểu đúng là
A. 2. B. 1. C. 4. D. 3.
Câu trả lời tốt nhất
mX = 4 gam gồm Cu (0,02 mol), Ag (0,02 mol) và Au (0,56 gam)
Bước 1: Chỉ Cu, Ag tan trong HNO3 dư; Au không tan. Dung dịch Y chứa Cu2+ (0,02), Ag+ (0,02), H+ và NO3-.
Bước 2: ne = It/F = 0,04
Ag+ + 1e —> Ag
Cu2+ + 2e —> Cu
—> Cathode có 0,02 mol Ag và 0,01 mol Cu thoát ra
—> m1 = 0,02.108 + 0,01.64 = 2,8 gam
Bước 3:
Cu2+ + 2e —> Cu
2H+ + 2e —> H2
—> Cathode có 0,01 mol Cu và một lượng H2 thoát ra
—> m2 = 0,01.64 = 0,64 gam
(a)(b) Đúng
(c) Sai, bước 1 tách được toàn bộ Au, bước 3 tách được một phần Cu, bước 2 thu được hỗn hợp Cu, Ag.
(d) Sai, không kim loại nào trong X tan trong HCl nên không tách được.