Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp gồm CuSO4 và NaCl ( tỉ lệ mol tương ứng 1: 3) với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi 2A.Sau thời gian điện phân t ( giờ) thu được dung dịch Y ( chứa hai chất tan) có khối lượng giảm 12,45 gam so với dung dịch X. Dung dịch Y phản ứng vừa hết với 3,06 gam Al2O3. Bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước, hiệu suất điện phân 100%. Giá trị của t gần nhất với giá trị nào sau đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi số mol của CuSO4 và NaCl lần lượt là x và 3x (mol)
Thứ tự điện phân các chất tại catot và anot
Cu2+ +2e → Cu↓
2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O + 2e → 2OH- + H2
2H2O → 4H+ + O2↑ + 4e
Vì nCl- = 3nCu2+ và chất tan thu được hòa tan được Al2O3 => Cl- điện phân hết.
2 chất tan thu được là Na2SO4 : x ( mol) ; NaOH: (3x – 2x) = x (mol)
2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O
0,06 ← 0,03 (mol)
→ x = nNaOH = 0,06 (mol)
Tại catot: Cu: 0,06 mol; nH2 = a (mol)
Tại anot: Cl2: 0,09 mol; nO2 = b (mol)
\(\begin{array}{l}
\sum {{n_{e{\kern 1pt} nhuong}}{\mkern 1mu} = \sum {n{{\mkern 1mu} _{e{\kern 1pt} nhan}}} } \\
{m_{giam}}{\mkern 1mu} = {m_{Cu}} + {m_{C{l_2}}} + {m_{{H_2}}} + {m_{{O_2}}}\\
\to 0,06.2 + 2a = 0,09.2 + 4b\\
0,06.64 + 0,09.71 + 2a + 32b = 12,45\\
\to a = 0,15\\
b = 0,06
\end{array}\)
→ ∑ ne = 0,06.2 + 2.0,15 = 0,42 (mol)
Áp dung CT ta có: ne = It/F → t = 0,42.96500/2 = 20265 (s) = 5,63 (giờ)
Gần nhất với 5,6 giờ
Đề thi thử THPT QG môn Hóa học năm 2018
Trường THPT Chuyên Bắc Ninh