Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 và KCl bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp tới khi

Câu hỏi số 249465:

Vận dụng cao

Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO₄ và KCl bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp tới khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 cực thì dừng điện phân, thu được dung dịch X và 4,48 lít khí thoát ra ở anot (đktc). Dung dịch X hòa tan tối đa 15,3 gam Al₂O₃. Giá trị của m là

A. 37,8.

B. 31,4.

C. 42,6.

D. 49,8.

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:249465

Phương pháp giải

+ Đổi số mol khí ở anot và số mol Al₂O₃

+ Viết các bán phản ứng xảy ra tại catot và anot

Catot: Anốt

Cu²⁺ + 2e → Cu (1) Cl^- → Cl₂ + 2e (3)

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

Vì Al₂O₃ có thể bị hòa tan bởi OH^-hoặc H⁺ nên có thể xảy ra 2 trường hợp sau:

TH₁: Bên anot nước bị điện phân trước, không có (2) xảy ra.

Al₂O₃ + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂O

TH₂: Bên catot nước bị điện phân trước, không có (4)

Al₂O₃ + 2OH^-→ 2AlO₂^- + 2H₂O

Xét xem trường hợp nào thỏa mãn => tính toán các dữ kiện còn lại

Giải chi tiết

n_khí= 4,48 : 22,4 = 0,2 (mol); n_Al2O3 = 15,3 : 102 = 0,15 (mol)

Có thể xảy ra:

Catot: Anốt

Cu²⁺ + 2e → Cu (1) Cl^- → Cl₂ + 2e (3)

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

Vì Al₂O₃ có thể bị hòa tan bởi OH^-hoặc H⁺ nên có thể xảy ra 2 trường hợp sau:

TH₁: Bên anot nước bị điện phân trước, không có (2) xảy ra.

Al₂O₃ + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂O

0,15→ 0,9 (mol)

=> n_O2 = 1/4n_H+ = 0,225 (mol) > 0,2 mol khí => loại

TH₂: Bên catot nước bị điện phân trước, không có (4)

=> n_Cl2 = n_khí = 0,2 (mol) => n_e trao đổi = 2n_Cl2 = 0,4 (mol)

Al₂O₃ + 2OH^-→ 2AlO₂^- + 2H₂O

0,15→ 0,3 (mol)

=> n_Cu2+= (0,4 – 0,3)/ 2 = 0,05 (mol)

=> m = m_CuSO4 + m_KCl = 0,05. 160 + 0,4. 74,5 = 37,8 (g)

Đáp án cần chọn là: A

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.