Điện phân 1 lit dung dịch có chứa 18,8 gam Cu(NO3)2 và 29,8 gam KCl bằng điện cực trơ, có màng ngăn xốp. Sau 1 thời gian thấy khối lượng dung dịch giảm 34,3 gam so với ban đầu. Coi thẻ tích dung dịch không đổi trong quá trình điện phân, Nồng độ các chất trong dung dịch sau khi điện phân là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiSố mol Cu(NO3)2 và KCl lần lượt là 0,1 và 0,4 mol
Tại catot lần lượt xảy ra các quá trình:
(1) Cu2+ +2e → Cu
(2) 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Tại anot lần lượt xảy ra các quá trình:
(a) 2Cl- → Cl2 + 2e
(b) 2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Nhận xét: trong số các ion do muối điện li ra chỉ có Cu2+ và Cl- bị điện phân ở các điện cực.
Nếu Cu2+ và Cl- bị điện phân hết, tổng khối lượng dung dịch giảm:
(0,1.64 + 0,4.35,5) = 20,6 (gam) < 34,3 gam
→ Cu2+ và Cl- bị điện phân hết, nước tham gia phản ứng ở cả 2 điện cực
Gọi mol H2 thoát ra ở catot là x
O2 thoát ra ở anot là y.
Ta có:
Bảo toàn e: 0,2 + 2x = 0,4 + 4y (1)
Tổng khối lượng giảm: 64.0,1 + 2x + 71.0,2 = 34,3 (2)
Giải hệ phương trình (1)và (2) ta được: x = 0,85; y = 0,375
Sau khi điện phân trong dung dịch có:
K+ (0,4 mol); NO3- ( 0,2 mol); OH- ( 2.0,85 = 1,7 mol); H+ (4.0,375 = 1,5 mol)
Sau phản ứng trên còn dư 0,2 mol OH-
→ Dung dịch cuối cùng có K+( 0,4 mol); NO3- ( 0,2 mol); OH- ( 0,2 mol)
→ Có 0,2 mol KNO3 và 0,2 mol KOH
Nồng độ các chất còn lại trong dung dịch là: KNO3 0,2 M; KOH 0,2 M
