Thực tập sinh X tiến hành thí nghiệm điện phân sau: Điện phân 100 ml dung dịch chứa FeCl3 aM và CuSO4 bM với điện cực trơ, không màng ngăn, cường độ dòng điện là 7,72 Ampe trong thời gian 20 phút thì ngắt dòng điện. X đo được thể tích khí thu được bên anot là 0,7056 lít (đktc). Sau đó, do sơ suất, thực tập X cắm ngược chiều cực của nguồn điện vào hai điện cực của bình điện phân, điện phân thêm 30 phút nữa với cường độ dòng không đổi thì thể tích khí thu được ở cả hai điện cực là 0,8176 lít (đktc). Giá trị của b là:
A. 0,72 M. B. 0,93 M. C. 0,50 M. D. 0,43 M.
Câu trả lời tốt nhất
Trong 20 phút: ne = It/F = 0,096
Lúc này tại anot thoát ra Cl2 (u) và O2 (v)
—> u + v = 0,0315
ne = 2u + 4v = 0,096
—> u = 0,015; v = 0,0165
nCl- = 2u = 0,03 —> nFe3+ = 0,01
Trong 30 phút tiếp theo: ne = 0,144
Nếu trong 20 phút đầu tiên Cu2+ đã hết thì 30 phút tiếp sau này chỉ có H2 và O2 thoát ra.
—> nH2 = ne/2 = 0,072 và nO2 = ne/4 = 0,036
—> n khí tổng = 0,108 ≠ 0,0365: Vô lý.
Vậy trong 20 phút đầu Cu2+ vẫn chưa hết, catot đã có nCu = (0,096 – 0,01)/2 = 0,043 bám vào và trong dung dịch còn nCu2+ dư = x
Khi cắm ngược cực, xảy ra hiện tượng cực dương tan. Tốn 0,086 mol electron để chuyển toàn bộ Cu bên cực này sang cực kia.
ne còn lại = 0,144 – 0,086 = 0,058.
Lúc này:
Catot: nCu = x —> nH2 = 0,029 – x
Anot: nO2 = 0,058/4 = 0,0145
—> 0,029 – x + 0,0145 = 0,0365
—> x = 0,007
—> nCu2+ ban đầu = 0,043 + 0,007 = 0,05
—> a = 0,5M