Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp gồm CuSO4 và NaCl (tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3) với điện

Câu hỏi số 259617:

Vận dụng cao

Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp gồm CuSO₄ và NaCl (tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3) với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi 2A. Sau thời gian điện phân t (giờ) thu được dung dịch Y (chứa hai chất tan) có khối lượng giảm 12,45 gam so với dung dịch X. Dung dịch Y phản ứng vừa hết với 3,06 gam Al₂O₃. Bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước, hiệu suất điện phân 100%. Giá trị của t gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 3,5.

B. 4,7.

C. 4,2.

D. 5,6.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:259617

Phương pháp giải

Gọi số mol của CuSO₄ và NaCl lần lượt là x và 3x (mol)

Thứ tự điện phân các chất tại catot và anot

Tại catot: Tại anot:

Cu²⁺ +2e → Cu↓ 2Cl^- → Cl₂ + 2e

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

Vì n_Cl- = 3n_Cu2+ và chất tan thu được hòa tan được Al₂O₃ => Cl^- điện phân hết.

2 chất tan thu được là Na₂SO₄: x (mol); NaOH: (3x – 2x) = x (mol)

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO₂ + H₂O

0,06 ← 0,03 (mol)

=> x = n_NaOH = 0,06 (mol)

Tại catot: Cu: 0,06 mol; n_H2 = a (mol)

Tại anot: Cl₂: 0,09 mol; n_O2 = b (mol)

\(\left\{ \begin{array}{l}\sum {{n_{e nhuong}}} = \sum {{n_{e nhan}}} \\{m_{giam}} = {m_{Cu}} + {m_{C{l_2}}} + {m_{{H_2}}} + {m_{{O_2}}}\end{array} \right. \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a = ?}\\{b = ?}\end{array}} \right.\)

=> ∑ n_e = ? (mol)

Áp dụng CT ta có: n_e = It/F => t = ? (giờ)

Giải chi tiết

Gọi số mol của CuSO₄ và NaCl lần lượt là x và 3x (mol)

Thứ tự điện phân các chất tại catot và anot

Tại catot: Tại anot:

Cu²⁺ +2e → Cu↓ 2Cl^- → Cl₂ + 2e

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

Vì n_Cl- = 3n_Cu2+ và chất tan thu được hòa tan được Al₂O₃ => Cl^- điện phân hết.

2 chất tan thu được là Na₂SO₄: x (mol); NaOH: (3x – 2x) = x (mol)

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO₂ + H₂O

0,06 ← 0,03 (mol)

=> x = n_NaOH = 0,06 (mol)

Tại catot: Cu: 0,06 mol; n_H2 = a (mol)

Tại anot: Cl₂: 0,09 mol; n_O2 = b (mol)

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\sum {{n_{enhuong}}} = \sum {{n_{enhan}}} }\\{{m_{giam}} = {m_{Cu}} + {m_{C{l_2}}} + {m_{{H_2}}} + {m_{{O_2}}}}\end{array}} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}0,06.2{\rm{ }} + {\rm{ }}2a{\rm{ }} = {\rm{ }}0,09.2{\rm{ }} + {\rm{ }}4b\\0,06.64{\rm{ }} + {\rm{ }}0,09.71{\rm{ }} + {\rm{ }}2a{\rm{ }} + {\rm{ }}32b{\rm{ }} = {\rm{ }}12,45\end{array} \right. \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a = 0,15}\\{b = 0,06}\end{array}} \right.\)

=> ∑ n_e = 0,06.2 + 2.0,15 = 0,42 (mol)

Áp dung CT ta có: n_e = It/F => t = 0,42.96500/2 = 20265 (s) = 5,63 (giờ) gần nhất với 5,6 giờ

Đáp án D

Đáp án cần chọn là: D

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.