Điện phân dung dịch hỗn hợp HCl và 0,4 mol CuNO₃với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi I = 10A trong khoảng thời gian t (s). Ở anot thu được hỗn hợp khí. Nhúng thanh Fe vào dung dịch sau phản ứng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn có khí NO duy nhất thoát ra đồng thời thanh Fe tăng 1,2g. Giá trị của t là

Câu 195363: Điện phân dung dịch hỗn hợp HCl và 0,4 mol CuNO₃với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi I = 10A trong khoảng thời gian t (s). Ở anot thu được hỗn hợp khí. Nhúng thanh Fe vào dung dịch sau phản ứng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn có khí NO duy nhất thoát ra đồng thời thanh Fe tăng 1,2g. Giá trị của t là

A. 772 (s).

B. 1544 (s).

C. 2316 (s).

D. 386 (s).

Câu hỏi : 195363

Quảng cáo

Phương pháp giải:

Viết phương trình điện phân, đặt mol vào PTHH và tính toán. Phương pháp tăng giảm khối lượng.

CT số mol e n_e = It/F.

Đáp án : A
(26) bình luận (0) lời giải
Giải chi tiết:
Ta thấy:

+ Khối lượng thanh Fe tăng ⟹ dd sau pư có chứa Cu²⁺ ⟹ Cu²⁺ chưa điện phân hết

+ Cho Fe + dd sau pư sinh ra khí NO ⟹ dd sau pư có chứa H⁺ ⟹ ở anot H₂O đã bị điện phân

Cách 1:

Các PTHH điện phân là:

Cu(NO₃)₂ + 2 HCl → Cu + Cl₂+ 2 HNO₃ (1)

Cu(NO₃)₂ + H₂O → Cu + 0,5 O₂ + 2 HNO₃ (2)

Dung dịch sau điện phân chứa: Cu(NO₃)₂ dư và HNO₃

Từ (1) (2) ta thấy: n_HNO3 = 2n_{Cu2+ đp}

Đặt n_{Cu2+ đp} = a mol và n_HNO3 = 2a mol

→ n_{Cu2+ dư} = 0,4 - a (mol)

Cho thanh Fe vào dd sau điện phân, do Fe còn dư → chỉ sinh ra Fe²⁺

3 Fe + 8 HNO₃ → 3 Fe(NO₃)₂ + 2 NO + 4 H₂O

0,75a ←   2a

Fe     +    Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

0,4-a ← 0,4-a →            0,4-a

m _{thanh Fe tăng} = m_Cu - m_{Fe pư}

⇔ 64.(0,4-a) - 56.(0,75a + 0,4 - a) = 1,2

⇔ a = 0,04 mol

Thời gian điện phân t = (2.0,04.96500) : 10 = 772 giây

Cách 2:

Đặt n_{Cu(NO3)2 đp} = x mol

Catot (-):

Cu²⁺ + 2e → Cu

Anot (+):

Cl^- → ½ Cl₂ + 1e

H₂O → 2H⁺ + ½ O₂ + 2e

Dung dịch sau điện phân chứa: \(\left\{ \begin{array}{l}C{u^{2 + }}du:0,4 - x\left( {mol} \right)\\N{O_3}^ - :0,8\left( {mol} \right)\\ \overset{BTDT}{\rightarrow} {H^ + }:2{\rm{x}}\left( {mol} \right)\end{array} \right.\)

Khi cho Fe vào dd sau điện phân:

Fe        +     Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

(0,4-x) ← (0,4-x) →        (0,4-x)                    (mol)

3Fe    + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Fe²⁺ + 2NO + 4H₂O (lưu ý Fe dư nên tạo muối Fe²⁺)

0,75x ← 2x                                                     (mol)

Ta có m_{thanh sắt tăng} = m_Cu - m_{Fe pư} ⟹ 64.(0,4 - x) - 56.(0,4 - x + 0,75x) = 1,2 ⟹ x = 0,04.

⟹ n_e = 2x = 0,08 mol

⟹ t = \(\dfrac{{{n_e}.F}}{I}\) = \(\dfrac{{0,08.96500}}{{10}}\) = 772 giây.

Chú ý:
Fe dư chỉ tạo muối Fe²⁺

Lời giải sai Bình thường Khá hay Rất Hay
- Mẹo : Viết lời giải với bộ công thức đầy đủ tại đây

Xem bình luận

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2024 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.