Điện phân 400 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 1,2a mol/l và KCl 0,8a mol/l (điện cực trơ, màng ngăn xốp)

Câu hỏi số 300858:

Vận dụng cao

Điện phân 400 ml dung dịch gồm Cu(NO₃)₂ 1,2a mol/l và KCl 0,8a mol/l (điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi anot thoát ra 0,10 mol khí thì dừng điện phân. Cho 0,25 mol bột Fe vào dung dịch sau điện phân, thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵) và 13,28 gam hỗn hợp kim loại. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của a là:

A. 0,50

B. 0,40

C. 0,35

D. 0,30

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:300858

Phương pháp giải

Do cho bột Fe vào dung dịch sau điện phân thấy có khí NO xuất hiện chứng tỏ phải có H⁺

→ Ở anot có nước điện phân.

Mặt khác sau khi cho Fe vào dung dịch sau điện phân thu được hỗn hợp kim loại nên chứng tỏ dung dịch sau điện phân chứa Cu²⁺ còn dư.

Giải chi tiết

Ta có: n_Cu(NO3)2 = 1,2a.0,4 = 0,48 amol; n_KCl = 0,4. 0,8a = 0,32 a mol

Anot:

2Cl^- → Cl₂+ 2e (1)

0,32a→ 0,16a 0,32a mol

2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e (2)

2/3x ← 8/3x ← 8/3x mol

Catot:

Cu²⁺+ 2e → Cu (3)

(0,48a-y) → 2. (0,48a-y) mol

Do cho bột Fe vào dung dịch sau điện phân thấy có khí NO xuất hiện chứng tỏ phải có H⁺

→ Ở anot có nước điện phân.

Mặt khác sau khi cho Fe vào dung dịch sau điện phân thu được hỗn hợp kim loại nên chứng tỏ dung dịch sau điện phân chứa Cu²⁺ còn dư.

Ta có các PTHH:

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

x 8/3 x mol

(sau phản ứng có kim loại dư nên ta viết luôn phương trình tạo Fe²⁺)

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺+ Cu (5)

y y y mol

Sau phản ứng thu được hỗn hợp kim loại là Fe dư và Cu sinh ra.

Đặt n_{Fe pứ (4)} = x mol; n_{Fe pứ (5)} = y mol

Sau phản ứng thu được 0,25- x- y mol Fe dư và y mol Cu

→ 56. (0,25-x-y) + 64 y = 13,28 gam → -56x + 8y = -0,72 (*1)

Số mol khí thoát ra ở anot là n_khí = n_Cl2+ n_O2 = 0,16a + 2/3x = 0,1 mol (*2)

Áp dụng định luật bảo toàn electron với quá trình điện phân ta có: n_{e cho} = n_{e nhận}

→ 0,32a + 8/3x = 2. (0,48a-y)

→ -0,64a + 8/3x + 2y = 0 (*3)

Giải hệ (*1), (*2) và (*3) ta có: a = 0,5; x = 0,03 và y = 0,12

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.