Điện phân dung dịch chứa đồng thời NaCl và CuSO4 (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất

Câu hỏi số 308709:

Vận dụng cao

Điện phân dung dịch chứa đồng thời NaCl và CuSO₄(điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan các khí trong nước và sự bay hơi nước) với cường độ dòng điện không đổi. Kết quả của thí nghiệm ghi ở bảng sau

Giá trị của t là

A. 4101.

B. 5790.

C. 9650.

D. 11580.

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:308709

Giải chi tiết

* t₁ = 965 giây ⟹ n_e = It/F = 965.I/96500 = 0,01.I (mol)

Do sau thời điểm t = 965 giây lượng kim loại bám vào catot vẫn tiếp tục tăng nên t = 965 giây thì kim loại chưa bị điện phân hết.

Anot thu được khí duy nhất là Cl₂⟹ n_Cl2 = 0,5n_e = 0,005I (mol)

⟹ m _{dd giảm}= m + 0,005I.71 = 2,7 (1)

n_Cu = m/64 (g) ⟹ n_e = 2n_Cu = m/32 (mol) ⟹ m/32 = 0,01.I (2)

Giải (1) và (2) thu được m = 1,28 và I = 4

* t₂ = 3860 giây = 4t₁

Sau t₂ = 3860 giây lượng kim loại vẫn tiếp tục tăng nên tại t₂ = 3860 giây thì KL chưa bị điện phân hết.

n_e(t2) = 3860.4/96500 = 0,16 mol

Đặt số mol khí Cl₂ và O₂ ở anot lần lượt là x và y (mol)

+ m _{dd giảm}= m_Cl2+ m_O2+ m_Cu⟹ 71x + 32y + 4.1,28 = 9,15 (3)

+ BT e: 2n_Cl2 + 4n_O2 = n _e ⟹ 2x + 4y = 0,16 (4)

Giải (3) và (4) thu được x = 0,05 và y = 0,015

⟹ n_NaCl = 2n_Cl2 = 0,1 mol

*t₃ = t giây:

TH1: Cu²⁺ chưa bị điện phân hết

n _{e (catot)}= 2.n_Cu = 2.5.1,28/64 = 0,2 mol

Ta có: m _{dd giảm}= m_Cl2 + m_O2 + m_Cu ⟹ 11,11 = 0,05.71 + m_O2 + 5.1,28 ⟹ m_O2 = 1,16 gam

⟹ n_O2 = 0,03625 mol

⟹ n _{e (anot)}= 2n_Cl2 + 4n_O2 = 0,245 mol

Ta thấy: n _{e (catot)}≠ n _{e (anot)}(loại)

TH2: Cu²⁺ bị điện phân hết, H₂O đã bị điện phân

Đặt số mol H₂ sinh ra ở catot là a và số mol O₂ sinh ra ở anot là b (mol)

+ n _{e (catot)}= 2n_Cu + 2n_H2 = 2.5.1,28/64 + 2a = 2a + 0,2 (mol)

n _{e (anot)}= 2n_Cl2 + 4n_O2 = 2.0,05 + 4b = 4b + 0,1 (mol)

BTe cho 2 điện cực: 2a + 0,2 = 4b + 0,1 (*)

+ m _{dd giảm}= m_Cl2 + m_O2 + m_Cu + m_H2 ⟹ 0,05.71 + 32b + 5.1,28 + 2a = 11,11 (**)

Giải hệ thu được a = 0,02 và b = 0,035

⟹ n _e= 2a + 0,2 = 0,24 mol

⟹ t = n_e.F/I = 0,24.96500/4 = 5790 giây.

Đáp án cần chọn là: B

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.