Điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO4 0,05 mol và NaCl bằng dòng điện có cường độ không đổi 2A

Câu hỏi số 244703:

Vận dụng cao

Điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO₄ 0,05 mol và NaCl bằng dòng điện có cường độ không đổi 2A (điện cực trơ, màng ngăn xốp). Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu được dung dịch Y và khí ở hai điện cực có tổng thể tích là 2,24 lít (đktc). Dung dịch Y hòa tan tối đa 0,8g MgO. Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của t là

A. 6755

B. 772

C. 8685

D. 4825

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:244703

Phương pháp giải

Dung dịch Y hòa tan tối đa 0,8g MgO ⟹ dung dịch Y có môi trường H⁺

Khi ngừng điện phân thu được khí ở cả 2 điện cực ⟹ chứng tỏ Cu²⁺ điện phân hết, có sự điện phân của H₂O ở cả hai điện cực

Sử dụng bảo toàn điện tích với dd Y

Sử dụng bảo toàn e

Giải chi tiết

n_{hh khí} = 0,1 mol ; n_MgO= 0,02 mol

Dung dịch Y hòa tan tối đa 0,8g MgO ⟹ dung dịch Y có môi trường H⁺

Khi ngừng điện phân thu được khí ở cả 2 điện cực ⟹ chứng tỏ Cu²⁺ điện phân hết, có sự điện phân của H₂O ở cả hai điện cực

Thứ tự điện phân:

Catot (-) : Cu²⁺ , Na⁺, H₂O Anot (+) : Cl^-, SO₄^2-, H₂O

Cu²⁺ + 2e → Cu 2Cl^- → Cl₂ + 2e

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^- 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e

Xét dd Y thu được gồm: H⁺ dư, SO₄^2-: 0,05 (mol) và Na⁺.

Cho dd Y pư với MgO chỉ có H⁺ tham gia phản ứng:

MgO + 2H_dư⁺ → Mg²⁺ + H₂O (1)

0,02 → 0,04

Theo (1): n_H+ dư = 2n_MgO = 2.0,02 = 0,04 (mol)

Bảo toàn điện tích với các chất trong dd Y ta có: n_Na+ + n_H+ dư = 2n_SO42- ⟹ n_Na+ = 2.0,05 – 0,04 = 0,06 (mol)

BTNT Na: n_NaCl = n_Na+ = 0,06 (mol) ⟹ n_Cl- = n_NaCl = 0,06 (mol) ⟹ n_Cl2 = 1/2n_Cl- = 0,06/2 = 0,03 (mol)

Catot: Đặt n_H2 = x (mol);

Anot: n_Cl2 = 0,03 (mol); đặt n_O2 = y (mol)

∑n_{hh khí} = 0,1 mol → n_H2 + n_Cl2 + n_O2 = 0,1 ⟹ x + 0,03 + y = 0,1 ⟹ x + y = 0,07 (I)

Theo ĐLBT e: ∑n_e _{(catot nhận)} = ∑n_{e (anot nhường)}

⟹ 2n_Cu + 2n_H2 = 2n_Cl2 + 4n_O2

⟹ 2.0,05 + 2x = 2.0,03 + 4z

⟹ x – 2z = - 0,02 (II)

Giải hệ (I) và (II) ta được x = 0,04 và y = 0,03

⟹ số mol e trao đổi = 2n_Cu2+ + 2n_H2 = 2.0,05 + 2.0,04 = 0,18 (mol)

Mặt khác: n_etrao đổi = \(\dfrac{{It}}{F} \to t = \dfrac{{0,18.96500}}{2} = 8685\,\,s\)

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.