Điện phân V lit dung dịch X (điện cực trơ, màng ngăn xốp , cường độ dòng điện không đổi) chứa đồng thời R(NO3)2 0,45M (R là kim loại có hóa trị không đổi) và NaCl 0,4M trong thời gian t(giây) thu được 5,376 lit hỗn hợp khí ở anot (dktc). Nếu thời gian điện phân là 2t (giây) thì thu được dung dịch Y. Dung dịch Y tác dụng vừa đủ với 320 ml dung dịch chứa KOH 0,75M và NaOH 0,5M, không sinh ra kết tủa . Biết hiệu suất điện phân 100%. Các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của V là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiDo Y có phản ứng với kiềm nên Y là không phải là K-Na-Ca-Ba => R2+ có thể bị điện phân
- Các quá trình có thể xảy ra ở các điện cực :
+) Anot : 2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
+) Catot : R2+ + 2e → R
2H2O + 2e → 2OH- + H2
- nR(NO3)2 = 0,45V và nNaCl = 0,4V mol ; nkhí (Anot) = 5,376 : 22,4 = 0,24 mol
- Phản ứng điện phân tổng quát chung : R(NO3)2 + 2NaCl → R + Cl2 + 2NaNO3 (1)
=> nCl2 = ½ nNaCl = 0,2V => nO2 = 0,24 – 0,2V
- Trong t giây : ne tđ = 2nCl2 + 4nO2 = 0,96 – 0,4V
=> Trong t giây tiếp theo anot sinh ra nO2 = 0,25ne = 0,24 – 0,1V
=> nO2 tổng = (0,24 – 0,2V) + (0,24 – 0,1V) = 0,48 – 0,3V
- Có : nOH = nKOH + nNaOH = 0,32.0,75 + 0,32.0,5 = 0,4 mol
=> Ta xét 2 trường hợp
+) TH1 : Trong 2t giây R2+ vẫn chưa bị điện phân hết => chưa điện phân nước ở catot
=> 2nR2+ < ne tđ
=> 0,45V.2 < (0,96 – 0,4V).2
=> V < 1,129
- nR2+ dư = 0,96 – 0,4V – 0,45V = 0,96 – 0,85V
Lúc này nH+ = 4nO2 tổng = 4.(0,48 – 0,3V)
Thêm kiềm vào không có kết tủa chứng tỏ R(OH)2 lưỡng tính đã tan trở lại
R2+ + 2OH- → R(OH)2
R(OH)2 + 2OH- → RO22- + 2H2O
=> nOH = nH+ + 4nR2+ dư => 0,4 = 4.(0,48 – 0,3V) + 4.(0,96 – 0,85V)
=> V = 1,165 (Loại)
+) TH2 : Trong 2t giây R2+ đã bị điện phân hết, H2O đã bị điện phân ở catot :
Sau (1) còn : nR2+ = 0,45V – 0,2V = 0,25V
=> Khi điện phân hết R2+ thì nH+ = 0,25V.2 = 0,5V
=> nH+ = nOH- = 0,4 = 0,5V => V = 0,8 lit
Đáp án B
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Hóa học
Trường THPT Yên Lạc 2
