Điện phân V lit dung dịch X (điện cực trơ, màng ngăn xốp , cường độ dòng điện không

Câu hỏi số 313230:

Vận dụng cao

Điện phân V lit dung dịch X (điện cực trơ, màng ngăn xốp , cường độ dòng điện không đổi) chứa đồng thời R(NO₃)₂ 0,45M (R là kim loại có hóa trị không đổi) và NaCl 0,4M trong thời gian t(giây) thu được 5,376 lit hỗn hợp khí ở anot (dktc). Nếu thời gian điện phân là 2t (giây) thì thu được dung dịch Y. Dung dịch Y tác dụng vừa đủ với 320 ml dung dịch chứa KOH 0,75M và NaOH 0,5M, không sinh ra kết tủa . Biết hiệu suất điện phân 100%. Các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của V là :

A. 0,60

B. 0,80

C. 0,40

D. 1,60

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:313230

Phương pháp giải

- Biện luận 2 trường hợp : +) R²⁺ chưa bị điện phân hoàn toàn

+) R²⁺ đã bị điện phân hết, H₂O đã bị điện phân ở catot

(Bảo toàn electron : n_e trao đổi)

Giải chi tiết

Do Y có phản ứng với kiềm nên Y là không phải là K-Na-Ca-Ba => R²⁺ có thể bị điện phân

- Các quá trình có thể xảy ra ở các điện cực :

+) Anot : 2Cl^- → Cl₂ + 2e

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

+) Catot : R²⁺ + 2e → R

2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂

- n_R(NO3)2 = 0,45V và n_NaCl = 0,4V mol ; n_{khí (Anot)} = 5,376 : 22,4 = 0,24 mol

- Phản ứng điện phân tổng quát chung : R(NO₃)₂ + 2NaCl → R + Cl₂ + 2NaNO₃ (1)

=> n_Cl2 = ½ n_NaCl = 0,2V => n_O2 = 0,24 – 0,2V

- Trong t giây : n_{e tđ} = 2n_Cl2 + 4n_O2 = 0,96 – 0,4V

=> Trong t giây tiếp theo anot sinh ra n_O2 = 0,25n_e = 0,24 – 0,1V

=> n_{O2 tổng} = (0,24 – 0,2V) + (0,24 – 0,1V) = 0,48 – 0,3V

- Có : n_OH = n_KOH + n_NaOH = 0,32.0,75 + 0,32.0,5 = 0,4 mol

=> Ta xét 2 trường hợp

+) TH₁ : Trong 2t giây R²⁺ vẫn chưa bị điện phân hết => chưa điện phân nước ở catot

=> 2n_R2+ < n_{e tđ}

=> 0,45V.2 < (0,96 – 0,4V).2

=> V < 1,129

- n_{R2+ dư} = 0,96 – 0,4V – 0,45V = 0,96 – 0,85V

Lúc này n_H+ = 4n_{O2 tổng} = 4.(0,48 – 0,3V)

Thêm kiềm vào không có kết tủa chứng tỏ R(OH)₂ lưỡng tính đã tan trở lại

R²⁺ + 2OH^- → R(OH)₂

R(OH)₂ + 2OH^- → RO₂^2- + 2H₂O

=> n_OH = n_H+ + 4n_{R2+ dư} => 0,4 = 4.(0,48 – 0,3V) + 4.(0,96 – 0,85V)

=> V = 1,165 (Loại)

+) TH₂ : Trong 2t giây R²⁺ đã bị điện phân hết, H₂O đã bị điện phân ở catot :

Sau (1) còn : n_R2+ = 0,45V – 0,2V = 0,25V

=> Khi điện phân hết R²⁺ thì n_H+ = 0,25V.2 = 0,5V

=> n_H+ = n_OH- = 0,4 = 0,5V => V = 0,8 lit

Đáp án B

Đáp án cần chọn là: B

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.