Điện phân dung dịch chứa 14,28 gam hỗn hợp CuSO4 và NaCl bằng dòng điện một chiều có cường

Câu hỏi số 449823:

Vận dụng cao

Điện phân dung dịch chứa 14,28 gam hỗn hợp CuSO₄ và NaCl bằng dòng điện một chiều có cường độ 4A (điện cực trơ, có màng ngăn, hiệu suất 100%). Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu được dung dịch X (có pH < 7) và 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí thoát ra ở cả hai điện cực, có tỉ khối so với He là 6,2. Bỏ qua sự hoàn tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước. Giá trị của t là

A. 8685.

B. 6755.

C. 5790.

D. 7720.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:449823

Phương pháp giải

Do dung dịch sau phản ứng có pH < 7 nên H₂O đã bị điện phân ở anot.

Đặt n_CuSO4 = x mol; n_NaCl = y mol; n_e = z mol → phương trình (1)

Viết các bán phản ứng điện phân tại catot và anot sau đó đặt mol vào các bán phản ứng.

Catot (-):

Cu²⁺ + 2e → Cu

2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂

Anot (+):

2Cl^- → Cl₂ + 2e

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

Từ số mol khí → phương trình (2)

Từ khối lượng khí → phương trình (3)

Giải hệ (1)(2)(3) được x, y, z.

Tính thời gian t theo công thức: \(t = \dfrac{{{n_e}.F}}{I}\)

Giải chi tiết

Do dung dịch sau phản ứng có pH < 7 nên H₂O đã bị điện phân ở anot.

Đặt n_CuSO4 = x mol; n_NaCl = y mol; n_e = z mol → 160x + 58,5y = 14,28 (1)

Catot (-):

Cu²⁺ + 2e → Cu

x → 2x (mol)

2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂

(z-2x) → (0,5z-x) (mol)

Anot (+):

2Cl^- → Cl₂ + 2e

y → 0,5y → y (mol)

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

(0,25z-0,25y) ← (z-y) (mol)

n_khí = (0,5z - x) + 0,5y + (0,25z - 0,25y) = 0,2 (2)

m_khí = 2.(0,5z - x) + 71.0,5y + 32.(0,25z - 0,25y) = 0,2.4.6,2 (3)

Giải hệ được x = 0,06; y = 0,08; z = 0,32.

⟹ n_e = z = 0,32 mol

⟹ t = \(\dfrac{{{n_e}.F}}{I}\) = \(\dfrac{{0,32.96500}}{4}\) = 7720 giây.

Đáp án cần chọn là: D

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.