Điện phân 1 lít dung dịch X gồm Cu(NO3)2 0,6M và FeCl3 0,4M đến khi anot thoát ra 17,92 lít khí

Câu hỏi số 195354:

Vận dụng cao

Điện phân 1 lít dung dịch X gồm Cu(NO₃)₂ 0,6M và FeCl₃ 0,4M đến khi anot thoát ra 17,92 lít khí (đktc) thì dừng lại. Lấy catot ra khỏi bình điện phân, khuấy đều dung dịch để phản ứng xẩy ra hoàn toàn thì thu được dung dịch Y. Giả thiết kim loại sinh ra đều bám lên catot, sản phẩm khử của N⁺⁵ (nếu có) là NO duy nhất, hiệu suất điện phân là 100%. Hiệu khối lượng dung dịch X và Y gần nhất là

A. 91 gam.

B. 102 gam.

C. 101 gam.

D. 92 gam.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:195354

Phương pháp giải

Viết các bán phản ứng tại 2 điện cực; bảo toàn electron; bảo toàn điện tích

CT e trao đổi: n_e = It/F.

Giải chi tiết

Dung dịch X chứa: 0,6 mol Cu²⁺; 0,4 mol Fe³⁺; 1,2 mol Cl^-; 1,2 mol NO₃^-

- Tại anot:

Ta thấy: n_{Cl2 max} (= 0,6 mol) < n_khí (= 0,8 mol)

⇒ Ở anot còn sinh ra O₂

⇒ Khí sinh ra ở anot gồm 0,6 mol Cl₂ và 0,2 mol O₂

Cl^- → 0,5 Cl₂ + 1e

0,6 → 1,2

H₂O → 2H⁺ + 0,5 O₂ + 2e

0,2 → 0,8

⇒ n_e = 1,2 + 0,8 = 2 mol

- Tại catot thì thứ tự điện phân là: Fe³⁺ → Cu²⁺ → Fe²⁺ → H₂O

Đặt n_e = 2 mol vào các bán phản ứng điện phân:

Fe³⁺ + 1e → Fe²⁺

0,4 → 0,4_{còn 1,6} → 0,4

Cu²⁺ + 2e → Cu

0,6 → 1,2_{còn 0,4} → 0,6

Fe²⁺ + 2e → Fe

0,2 ← 0,4 → 0,2

⇒ n_{Fe dư} = 0,4 - 0,2 = 0,2 mol

Vậy dung dịch sau điện phân có chứa 0,2 mol Fe²⁺; 1,2 mol NO₃^-; H⁺

BTĐT ⇒ n_H+ = n_NO3- - 2n_Fe2+ = 1,2 - 2.0,2 = 0,8 mol

Lấy catot ra khỏi bình điện phân và khuấy đều sẽ có phản ứng:

3Fe²⁺ + 4H⁺ + NO₃^- → 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

0,2 → 0,2/3 (mol)

Sự chênh lệch khối lượng dung dịch đầu (dd X) và khối lượng dd sau (dd Y) chính là khối lượng của các chất tách ra khỏi dung dịch:

⇒ m_X – m_Y = m_Cu + m_Fe + m_O2 + m_Cl2 + m_NO

= 0,6.64 + 0,2.56 + 0,2.32 + 0,6.71 + 30.(0,2/3)

= 100,6g

Chú ý khi giải

NO₃^- trong môi trường H⁺ có tính oxi hóa như axit HNO₃

Đáp án cần chọn là: C

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.