Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp CuSO4 và NaCl vào nước, thu được dung dịch X. Tiến hành điện

Câu hỏi số 457425:

Vận dụng cao

Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp CuSO₄ và NaCl vào nước, thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân X với các điện cực trơ, màng ngăn xốp, dòng điện có cường độ không đổi. Kết quả thí nghiệm cho ở bảng sau:

Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, bỏ qua sự bay hơi của nước. Giá trị của m là

A. 17,48.

B. 15,76.

C. 16,20.

D. 18,10.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:457425

Phương pháp giải

Biện luận kết hợp phương pháp bảo toàn electron.

Giải chi tiết

Giai đoạn 1: \(\underbrace {0\left( s \right) \to a\left( s \right)}_{a\left( s \right)}\) sinh thêm 0,04 mol khí

Giai đoạn 2: \(\underbrace {a\left( s \right) \to 2a\left( s \right)}_{a\left( s \right)}\) sinh thêm 0,12 - 0,04 = 0,08 mol khí

Giai đoạn 3: \(\underbrace {2{\rm{a}}\left( s \right) \to 3a\left( s \right)}_{a\left( s \right)}\) sinh thêm 0,19 - 0,12 = 0,07 mol khí

Ta thấy cùng điện phân với thời lượng a (s) nhưng số mol khí sinh thêm khác nhau ⟹ mỗi thời điểm xuất hiện thêm 1 khí khác ⟹ Giai đoạn 1 chỉ sinh ra Cl₂ (0,04 mol) ⟹ n_{e (trong a giây)} = 2n_Cl2 = 0,08 mol.

Mặt khác, nhận thấy lượng khí giai đoạn 2 gấp đôi giai đoạn 1 ⟹ Giai đoạn 2 sinh thêm \(\left\{ \begin{array}{l}An{\rm{o}}t:C{l_2}\left( {0,04} \right)\\Cat{\rm{o}}t:{H_2}\left( {0,04} \right)\end{array} \right.\)

Giả sử giai đoạn 3 sinh thêm \(0,07\left( {mol} \right)\left\{ \begin{array}{l}An{\rm{o}}t:C{l_2}\left( x \right);{O_2}\left( y \right)\\Cat{\rm{o}}t:{H_2}\left( {0,04} \right)\end{array} \right.\) (lưu ý có thể sinh thêm Cl₂ nên phải đặt ẩn)

Ta có hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = 0,07 - 0,04 = 0,03\\2{\rm{x}} + 4y = {n_e} = 0,08\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}x = 0,02\\y = 0,01\end{array} \right.\)

+) BTNT "Cl" ⟹ n_NaCl = 2n_Cl2(gđ1) + 2n_Cl2(gđ2) + 2n_Cl2(gđ3) = 0,2 mol.

+) Mặt khác áp dụng bảo toàn e cho catot từ 0 (s) đến 2 (s):

n_{e(từ 0 đến 2a giây)} = 2.0,08 = 0,16 mol

Áp dụng bảo toàn e: 2n_Cu²⁺ + 2n_H2(gđ2) = n_{e(từ 0 đến 2a giây)} ⟹ 2.n_Cu²⁺ + 2.0,04 = 0,16 ⟹ n_Cu²⁺ = 0,04 mol.

Vậy hỗn hợp muối ban đầu gồm NaCl (0,2 mol) và CuSO₄ (0,04 mol) ⟹ m = 18,1 gam.

Đáp án cần chọn là: D

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.