Tiến hành điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 bằng điện cực trơ đến khi khối lượng dung dịch giảm 16 gam thì dừng điện phân. Nhúng thanh Mg vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thấy khí H2 thoát ra, đồng thời khối lượng thanh kim loại không đổi so với trước phản ứng. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị a là:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiDo nhúng Mg vào dd sau điện phân thì khối lượng thanh Mg không đổi nên chứng tỏ dd sau điện phân có chứa Cu2+ để sinh ra Cu bù vào lượng Mg bị tan.
Giả sử nCu2+ bị điện phân = b (mol).
\(\begin{array}{*{20}{l}} {Catot:{\rm{ }}\;\;\;\;\;C{u^{2 + }}\; + \;{\rm{ }}2e{\rm{ }} \to {\rm{ }}Cu}\\ {\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}b{\rm{ }} \to \;\;\;\;{\rm{ }}2b{\rm{ }} \to \;{\rm{ }}b}\\ {Anot:\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}{H_2}O{\rm{ }} \to {\rm{ }}2{H^ + }\; + {\rm{ }}\raise.5ex\hbox{$\scriptstyle 1$}\kern-.1em/ \kern-.15em\lower.25ex\hbox{$\scriptstyle 2$} {\rm{ }}{O_2}\;{\rm{ }} + \;{\rm{ }}2e}\\ {\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}2b{\rm{ }} \leftarrow \;\;{\rm{ }}0,5b{\rm{ }} \leftarrow {\rm{ }}2b} \end{array}\)
Ta có: mdd giảm = mCu + mO2 ⟹ 64b + 32.0,5b = 16 ⟹ b = 0,2.
Dung dịch sau điện phân có chứa: Cu2+ dư (a - 0,2); H+ (0,4) và SO42- (a)
Khi nhúng Mg vào dd sau điện phân:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {Catot:{\rm{ }}\;\;\;\;\;C{u^{2 + }}\; + \;{\rm{ }}2e{\rm{ }} \to {\rm{ }}Cu}\\ {\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}b{\rm{ }} \to \;\;\;\;{\rm{ }}2b{\rm{ }} \to \;{\rm{ }}b}\\ {Anot:\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}{H_2}O{\rm{ }} \to {\rm{ }}2{H^ + }\; + {\rm{ }}\raise.5ex\hbox{$\scriptstyle 1$}\kern-.1em/ \kern-.15em\lower.25ex\hbox{$\scriptstyle 2$} {\rm{ }}{O_2}\;{\rm{ }} + \;{\rm{ }}2e}\\ {\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;2b{\rm{ }} \leftarrow \;\;{\rm{ }}0,5b{\rm{ }} \leftarrow {\rm{ }}2b} \end{array}\)
Khối lượng thanh Mg không đổi nên lượng Mg tan ra bằng lượng Cu bám vào
⟹ 24.(a - 0,2 + 0,2) = 64.(a - 0,2)
⟹ a = 0,32.
