Dung dịch X gồm Cu(NO3)2 aM và KCl bM.- Điện phân dung dịch X với điện cực trơ, dòng điện một

Câu hỏi số 467450:

Vận dụng cao

Dung dịch X gồm Cu(NO₃)₂ aM và KCl bM.

- Điện phân dung dịch X với điện cực trơ, dòng điện một chiều sau t giây thu được 0,896 lít khí (đktc) ở anot và dung dịch X. Cho Fe vào dung dịch X thấy khối lượng thanh Fe giảm 0,6 gam.

- Điện phân dung dịch X trong điều kiện như trên sau 2t giây thu được dung dịch Y. Cho Fe dư vào dung dịch Y thì khối lượng thanh Fe giảm 2,1 gam.

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn và NO là sản phẩm khử duy nhất của HNO₃. Phát biểu nào sau đây sai?

A. Tỷ số b : a = 0,75.

B. Tại thời điểm 2t giây cả 2 muối đều bị điện phân hết.

C. Tại thời điểm 1,8t giây thì thể tích khí (đktc) ở anot là 1,232 lít.

D. Tại thời điểm 1,5t giây muối Cu(NO₃)₂ bị điện phân chưa hết.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:467450

Phương pháp giải

Xác định thành phần khí anot là Cl₂ và O₂ (1)

⟹ Thành phần dung dịch sau điện phân.

Dựa vào khối lượng giảm m_giảm = m_Fe – m_Cu(2)

Dựa vào t giây ⟹ n_e của 2t giây.

Xét 2 trường hợp

TH1: Cu²⁺ vẫn chưa điện phân hết sau 2t giây.

TH2: Cu²⁺ bị điện phân hết sau 2t giây.

Giải chi tiết

Gọi số mol Cu(NO₃)₂ và KCl trong X lần lượt là x và y (mol)

Cho Fe vào dung dịch X thấy khối lượng thanh Fe giảm ⟹ dung dịch X chứa H⁺.

Khối lượng thanh Fe giảm ở t (s) ít hơn ở 2t (s) ⟹ Tại t (s) dung dịch X chứa Cu²⁺ dư.

* Xét tại t giây.

- Anot:

2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

y ⟶ 0,5y y (mol)

2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

(0,16 - 2y) ⟵ (0,04 - 0,5y) ⟶ (0,16 - 2y) (mol)

⟹ n_e(t) = 0,16 - y (mol)

- Catot:

Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu

(0,08 - 0,5y) ⟵ (0,16 - y) (mol)

⟹ Dung dịch X gồm H⁺ (0,16 - 2y); Cu²⁺ (x + 0,5y - 0,08) và NO₃^- (2x)

- Cho thanh Fe vào dung dịch X

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^- ⟶ 3Fe²⁺ + 2NO ↑ + 4H₂O

Fe + Cu²⁺ ⟶ Fe²⁺+ Cu

⟹ n_Fe(pứ) = 3n_H⁺/8 + n_Cu²⁺

⟹ \({m_{giam}} = 56.\dfrac{3}{8}.(0,16 - 2y) + (56 - 64)(x + 0,5y - 0,08) = 0,6\)

⟹ 8x + 46y = 3,4 (1)

* Xét tại 2t giây

n_e(2t) = 0,32 - 2y (mol)

TH1: Cu²⁺ vẫn chưa điện phân hết sau 2t giây.

- Anot:

2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

y ⟶ 0,5y y (mol)

2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

(0,32 - 3y) ⟵ (0,08 - 0,75y) ⟵ (0,32 - 3y) (mol)

- Catot:

Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu

(0,16 - y) ⟵ (0,32 - 2y) (mol)

⟹ Dung dịch X gồm H⁺ (0,32 - 3y); Cu²⁺ (x + y - 0,16) và NO₃^- (2x)

- Cho thanh Fe vào dung dịch X

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^- ⟶ 3Fe²⁺ + 2NO ↑ + 4H₂O

Fe + Cu²⁺ ⟶ Fe²⁺+ Cu

⟹ n_Fe(pứ) = 3n_H⁺/8 + n_Cu²⁺

⟹ \({m_{giam}} = 56.\dfrac{3}{8}.(0,32 - 3y) + (56 - 64)(x + y - 0,16) = 2,1\)

⟹ 8x + 71y = 5,9 (2)

Từ (1) và (2) ⟹ x = -0,15 và y = 0,1 ⟶ Loại.

TH2: Cu²⁺ bị điện phân hết sau 2t giây.

- Anot:

2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

y ⟶ 0,5y y (mol)

2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

(0,32 - 3y) ⟵ (0,08 - 0,75y) ⟵ (0,32 - 3y) (mol)

- Catot:

Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu

x ⟶ 2x x (mol)

2H₂O + 2e ⟶ 2OH^- + H₂

(0,32 - 2y - 2x) ⟶ (0,32 - 2y - 2x) (mol)

Khi đó xảy ra phản ứng trung hòa:

H⁺ + OH^- ⟶ H₂O

(0,32 - 2y - 2x) ⟵ (0,32 - 2y - 2x) (mol)

⟹ Dung dịch X gồm H⁺ (2x - y); và NO₃^- (2x)

- Cho thanh Fe vào dung dịch X

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^- ⟶ 3Fe²⁺ + 2NO ↑ + 4H₂O

⟹ m_giảm = 56.3.(2x - y)/8 = 2,1 (2)

Từ (1) và (2) ⟹ x = 0,08 và y = 0,06.

* Dung dịch X gồm Cu(NO₃)₂ aM và KCl bM

⟹ b : a = y : x = 0,75 ⟹ A đúng.

B đúng vì tại thời điểm 2t giây cả 2 muối đều bị điện phân hết, H₂O đã điện phân ở cả 2 cực.

* Xét tại 1,8t giây ta có n_e(1,8t) = 1,8.(0,16 - y) = 0,18 mol

Tại anot:

2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

0,06 ⟶ 0,03 ⟶ 0,06 (mol)

2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

0,03 ⟵ 0,12 (mol)

⟹ n_khí = 0,06 mol ⟹ V_khí = 1,344 lít ⟹ C sai.

* Xét tại 1,5t giây ta có n_e(1,5t) = 1,5.(0,16 - y) = 0,15 mol

Tại catot:

Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu

0,075 ⟵ 0,15 (mol)

⟹ Cu²⁺chưa điện phân hết tại 1,5t giây (0,075 < x = 0,08 mol). ⟹ D đúng.

Đáp án cần chọn là: C

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.