Điện phân dung dịch X gồm CuSO4 và KCl (tỉ lệ mol tương ứng là 1:5) với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi I = 2A. Sau 1930 giây, thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí gồm H2 và Cl2 (có tỉ khối so với H2 là 24). Mặt khác, nếu điện phân X trong thời gian t giây thì khối lượng dung dịch giảm 2,715 gam. Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong nước và nước không bay hơi trong quá trình điện phân. Giá trị của t là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi số mol của CuSO4: x (mol) ; KCl: 5x (mol)
Điện phân lần 1: ne = 0,04 theo phương trình đường chéo ta có:
nCl2 : nH2 = 2 : 1
Tại Anot: Cl- → Cl2 + 2e
0,02 ← 0,04 (mol)
Tại Catot:
Cu2+ + 2e → Cu
2H2O + 2e → 2OH- + H2↑
0,01 ← 0,01 (mol)
= (0,04 − 0,01.2) : 2 = 0,01 (mol)
Điện phân lần 2:
Vì mCl- + mCu2+ < 2,715 → cả 2 điện cực đều điện phân nước
(A) 2Cl- → Cl2 + 2e
0,05 → 0,05 (mol)
2H2O + 2e → 4H+ + O2 + 4e
a → 4a (mol)
(K) Cu2+ + 2e → Cu
0,01 → 0,02 (mol)
2H2O + 2e → 2OH- + H2↑
2b ← b (mol)
Ta có hệ phương trình:
0,05 + 4a = 0,02 + 2b và 35,3.0,05 + 32a + 2b + 0,01.64 = 2,715
→ a = 0,0075 và b = 0,03
→ ne = 0,08 (mol) = It/F
→ t = 3860 (s)