Điện phân dung dịch X chứa Cu(NO3)2 và 0,2 mol NaCl với điện cực trơ , sau một thời gian thu

Câu hỏi số 347375:

Vận dụng cao

Điện phân dung dịch X chứa Cu(NO₃)₂ và 0,2 mol NaCl với điện cực trơ , sau một thời gian thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 21,5 gam so với dung dịch X . Cho thanh sắt vào dung dịch Y đến khi các phản ứ ng xảy ra hoàn toàn, thấy khối lượng thanh sắt giảm 1,8 gam và thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵). Điện phân dung dịch X với trong thời gian 11580 giây với cường độ dòng điện 10A, thu được V lít khí (đktc) ở hai điện cực. Giá trị của V là

A. 7,84.

B. 10,08.

C. 12,32.

D. 15,68.

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:347375

Phương pháp giải

Viết các bán phản ứng xảy ra tại catot và anot, sử dụng phương pháp bảo toàn e và phương pháp tăng giảm khối lượng.

Giải chi tiết

Dung dịch X thu được có phản ứng với Fe sinh ra khí NO do vậy bên anot Cl^- đã điện phân hết, H₂O cũng điện phân để sinh ra H⁺. Bên catot Cu²⁺ có thể điện phân hết hoặc dư

Tại catot Tại anot

Cu²⁺+2e → Cu 2Cl- → Cl₂ + 2e

H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e

Đặt số mol Cu2⁺ pư = x (mol); n_O2 = y (mol)

m_giảm = m_Cu + m_Cl2 + m_O2

→ 64x + 0,1.71 + 32y = 21,5 (1)

BT e ta có: 2x = 0,2 + 4y (2)

giải (1) và (2) => x = 0,2 và y = 0,05 (mol)

=> n_H+ = 4n_O2 = 0,2 (mol)

Dung dịch Y sau phản ứng thu được gồm: Cu²⁺ dư: z (mol); H⁺: 0,2 (mol); NO₃^-

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃- → 3Fe²⁺ + 2NO + 4H₂O (1)

0,075 ← 0,2 (mol)

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu↓ (2)

z ← z → z (mol)

m_{Fe giảm} = m_{Fe pư} - m_{Cu sinh ra (2)}

→ 1,8 = (0,075 + z).56 - 64z

→ z = 0,3 (mol)

→ n_{Cu(NO3)2 ban đầu} = x + z = 0,5 (mol)

Xét điện phân dd X trong 11580 giây \(ne\,trao\,doi = {{IT} \over F} = {{10.11580} \over {96500}} = 1,2\,(mol)\)

→ n_{e Cu2+ trao đổi max} = 0,5.2 = 1 (mol) < 1,2 (mol) nên tại catot Cu²⁺điện phân hết và H₂O đã điện phân

Tại catot Tại anot

Cu²⁺+2e → Cu 2Cl- → Cl₂ + 2e

0,5 → 1 (mol) 0,2 → 0,1 → 0,2 (mol)

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

(1,2-1)→0,1 (mol) 0,25 ← 1 (mol)

→ ∑ n_khí = n_Cl2 + n_O2 + n_H2 = 0,1 + 0,25 + 0,1 = 0,45 (mol)

→ V_(đktc) = 0,45.22,4 = 10,08 (l)

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.