Điện phân dung dịch X chứa Cu(NO3)2 và NaCl với cường độ dòng điện không đổi, điện cực

Câu hỏi số 446275:

Vận dụng cao

Điện phân dung dịch X chứa Cu(NO₃)₂ và NaCl với cường độ dòng điện không đổi, điện cực trơ thấy thể tích khí thoát ra ở cả 2 điện cực (V lít, đktc) và thời gian điện phân (t giây) phụ thuộc nhau theo đồ thị sau:

Nếu điện phân dung dịch đến thời gian 2a giây rồi dừng điện phân thì dung dịch sau điện phân có tổng số mol các chất tan là

A. 0,75.

B. 0,50.

C. 0,80.

D. 0,65.

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:446275

Phương pháp giải

Chia đồ thị thành các đoạn như hình.

Ta thấy đoạn (2) độ dốc ít hơn so với đoạn (1)

Suy ra:

- Giai đoạn 1: Khí Cl₂ thoát ra từ anot.

- Giai đoạn 2: Khí O₂ thoát ra từ anot.

- Giai đoạn 3: Khí O₂ thoát ra từ anot, khí H₂ thoát ra từ catot.

Giải chi tiết

- Chia đồ thị thành các đoạn như ở phần Phương pháp.

Ta thấy đoạn (2) độ dốc ít hơn so với đoạn (1)

Suy ra:

+ Giai đoạn 1: Khí Cl₂ thoát ra từ anot (ở catot Cu²⁺ bị điện phân; ở anot Cl^- bị điện phân)

+ Giai đoạn 2: Khí O₂ thoát ra từ anot (ở catot Cu²⁺ bị điện phân; ở anot hết Cl^-, nước bị điện phân)

+ Giai đoạn 3: Khí O₂ thoát ra từ anot, khí H₂ thoát ra từ catot (ở catot hết Cu²⁺, nước bị điện phân; ở anot nước bị điện phân).

- Khi kết thúc giai đoạn (1): t = a (s); ứng với sự trao đổi b (mol) electron

Ở anot: 2Cl^- - 2e → Cl₂ ↑

b → 0,5b (mol)

- Khi kết thúc giai đoạn (2): t = 3a (s); ứng với sự trao đổi 3b (mol) electron

Ở anot: 2Cl^- - 2e → Cl₂ ↑

b → 0,5b (mol)

H₂O - 2e → 2H⁺ + ½ O₂ ↑

2b → 0,5b (mol)

- Khi t = 4a (s), tổng số mol khí thu được là 0,35 mol; ứng với sự trao đổi 4b (mol) electron

Ở anot: 2Cl^- - 2e → Cl₂ ↑

b → 0,5b (mol)

H₂O - 2e → 2H⁺ + ½ O₂ ↑

3b → 0,75b (mol)

Ở catot: Cu²⁺ + 2e → Cu

3b → 1,5b (mol)

2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂ ↑

b → 0,5b (mol)

⟹ 0,5b + 0,75b + 0,5b = 0,35 ⟹ b = 0,2 mol

⟹ n_Cu(NO3)2 = 1,5.0,2 = 0,3 mol

n_NaCl = b = 0,2 mol

- Khi t = 2a (s); ứng với sự trao đổi 2b = 0,4 mol electron

Ở anot: 2Cl^- - 2e → Cl₂ ↑

0,2 → 0,1 (mol)

H₂O - 2e → 2H⁺ + ½ O₂ ↑

0,2 → 0,05 (mol)

Ở catot: Cu²⁺ + 2e → Cu

0,4 → 0,2 (mol)

⟹ Dung dịch khi đó gồm:

\(\left\{ \begin{array}{l}C{u^{2 + }}:0,3 - 0,2 = 0,{1^{mol}}\\N{a^ + }:0,{2^{mol}}\\{H^ + }:0,{2^{mol}}\\NO_3^ - :0,{6^{mol}}\end{array} \right.\) ⟹ \(\left\{ \begin{array}{l}Cu{(N{O_3})_2}:0,{1^{mol}}\\NaN{O_3}:0,{2^{mol}}\\HN{O_3}:0,{2^{mol}}\end{array} \right.\)

⟹ Tổng số mol các chất tan là 0,1 + 0,2 + 0,2 = 0,5 mol.

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.