Điện phân( với điện cực trơ, có màng ngăn) dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 và NaCl

Câu hỏi số 263232:

Vận dụng cao

Điện phân( với điện cực trơ, có màng ngăn) dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm Cu(NO₃)₂ và NaCl bằng dòng điện có cường độ 2,68 A. Sau thời gian 6h, tại anot thoát ra 4,48 lít khí (đktc). Thêm 20,0 gam bột sắt vào dung dịch sau điện phân, thu được khí NO ( sản phẩm khử duy nhất của NO₃^‑) và 12, 4 gam chất rắn gồm hai kim loại. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là

A. 86,9.

B. 97,5.

C. 68,1.

D. 77,5.

Đáp án đúng là: A

Phương pháp giải

Công thức : \({n_{e\,trao\,doi}} = \dfrac{{It}}{F} = ?(mol)\)

Tại catot xảy ra quá trình oxi hóa Cu²⁺ Tại anot xảy ra quá trình oxi hóa Cl^-, H₂O

Cu²⁺ +2e → Cu 2Cl^- → Cl₂ + 2e

a → 0,5a → 2a (mol)

2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e

b → 0,5b → 2b → 2b (mol)

Vì dung dịch sau phản ứng tác dụng được với Fe và rắn thu được gồm 2 kim loại => Cu²⁺ còn dư sau quá trình điện phân. Và có khí NO thoát ra => tại anot H₂O bị điện phân để sinh ra H⁺

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{n_e} = a + 2b = 0,6}\\{{n_{khi}} = 0,5a + 0,5b = 0,2}\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a = ?}\\{b = ?}\end{array}} \right.\)

Vì Fe dư sau phản ứng nên Fe chỉ lên số oxi hóa +2; gọi số mol Cu²⁺ dư là x (mol)

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Fe²⁺ + 2NO + 4H₂O

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu↓

Khối lượng kim loại giảm: ∆ giảm = m_Fe phản ứng – m_{Cu sinh ra}

=> x = ? (mol)

=> n_{Cu2+ bđ} = n_{Cu2+ đp} + n_{Cu2+ dư} = ? (mol)

=> m = m_Cu(NO3)2 + m_NaCl = ? (g)

Giải chi tiết

I = 2,68 A; t = 6h ; n_Khí = 4,48/22,4 = 0,2 (mol)

\({n_{e\,trao\,doi}} = \dfrac{{It}}{F} = \dfrac{{2,68.6 \times 60 \times 60}}{{96500}} = 0,6\,(mol)\)

Tại catot xảy ra quá trình oxi hóa Cu²⁺ Tại anot xảy ra quá trình oxi hóa Cl^-, H₂O

Cu²⁺ +2e → Cu 2Cl^- → Cl₂ + 2e

a → 0,5a → 2a (mol)

2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e

b → 0,5b → 2b → 2b (mol)

\(\left\{ \begin{array}{l}{n_e} = a + 2b = 0,6\\{n_{khi}} = 0,5a + 0,5b = 0,2\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 0,2 (mol)\\b = 0,2 (mol)\end{array} \right.\)

=> n_H+ = 2b = 0,4 (mol)

Vì Fe dư sau phản ứng nên Fe chỉ lên số oxi hóa +2; gọi số mol Cu²⁺ dư là x (mol)

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Fe²⁺ + 2NO + 4H₂O

0,15 ← 0,4 (mol)

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu↓

x ← x → x (mol)

Khối lượng kim loại giảm: ∆ giảm = m_Fe phản ứng – m_{Cu sinh ra}

=> (20 – 12,4) = 0,15 + x).56 – 64x

=> x = 0,1 (mol)

=> n_{Cu2+ bđ} = n_{Cu2+ đp} + n_{Cu2+ dư} = 0,6/2 + 0,1 = 0,4 (mol)

=> m = m_Cu(NO3)2 + m_NaCl = 0,4. 188 + 0,2. 58,5 = 86,9 (g)

Xem lời giải

Câu hỏi:263232

Tham Gia Group Dành Cho 2K7 luyện thi Tn THPT - ĐGNL - ĐGTD

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, 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.