Điện phân 400 ml dung dịch X gồm KCl, HCl và CuCl2 0,02M (điện cực trơ, màng ngăn xốp) với

Câu hỏi số 468936:

Vận dụng cao

Điện phân 400 ml dung dịch X gồm KCl, HCl và CuCl₂ 0,02M (điện cực trơ, màng ngăn xốp) với cường độ dòng điện bằng I = 1,93A. Biết thể tích dung dịch không thay đổi trong quá trình điện phân, bỏ qua sự thủy phân của ion Cu²⁺. Cho đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian điện phân và pH của dung dịch như hình vẽ:

Phát biểu nào sau đây sai?

A. Nồng độ của HCl trong X là 0,01M.

B. Giá trị t là 3000.

C. Thứ tự điện phân ở catot lần lượt là Cu²⁺, H⁺, H₂O.

D. Khi thời gian điện phân là 600 giây, khối lượng kim loại ở catot là 0,512 gam.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:468936

Phương pháp giải

*Đoạn 1: pH không thay đổi trong khoảng thời gian catot khử Cu²⁺ và anot oxi hóa ion Cl^-.

Catot: Cu²⁺ + 2e → Cu

→ n_{e đoạn 1} = 2.n_Cu2+

*Đoạn 2: pH tăng nhanh chóng do H⁺ bị khử cho tới khi hết tại catot:

Catot: 2H⁺ + 2e → H₂

→ n_{e đoạn 2} = n_H+

*Đoạn 3: pH tiếp tục tăng, dung dịch chuyển sang môi trường kiềm do H₂O bị khử tại catot tạo OH^-.

Catot: 2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂

→ n_{e đoạn 3} = n_OH-

Vậy số mol electron trao đổi trong cả 3 giai đoạn bằng: n_{e trao đổi} = n_{e đoạn 1}+ n_{e đoạn 2}+ n_{e đoạn 3}.

Giải chi tiết

Ta có: n_CuCl2 = 0,4.0,02 = 0,008 (mol)

Ban đầu: pH = 2 → [H⁺] = 10^-2 (M) = 0,01 M → n_HCl = 0,01.0,4 = 0,004 mol

*Đoạn 1: pH không thay đổi trong khoảng thời gian catot khử Cu²⁺ và anot oxi hóa ion Cl^-.

Catot: Cu²⁺ + 2e → Cu

⟹ n_{e đoạn 1} = 2.n_Cu2+ = 2.0,008 = 0,016 (mol)

*Đoạn 2: pH tăng nhanh chóng do H⁺ bị khử cho tới khi hết tại catot:

Catot: 2H⁺ + 2e → H₂

⟹ n_{e đoạn 2} = n_H+ = 0,004 mol

*Đoạn 3: pH tiếp tục tăng, dung dịch chuyển sang môi trường kiềm do H₂O bị khử tại catot tạo OH^-.

Ta có: pH = 13 → [H⁺] = 10^-13M → [OH^-] = 0,1 M → n_OH- = 0,4.0,1 = 0,04 mol

Catot: 2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂

Ta có: n_{e đoạn 3} = n_OH- = 0,04 mol

Vậy số mol electron trao đổi trong cả 3 giai đoạn bằng

n_{e trao đổi} = n_{e đoạn 1}+ n_{e đoạn 2}+ n_{e đoạn 3} = 0,016 + 0,004 + 0,04 = 0,06 (mol)

Mặt khác ta có: n_{e trao đổi} = It/F → t = 0,06.96500/1,93 = 3000 (s)

Xét các phát biểu:

A đúng.

B đúng.

C đúng, vì tính oxi hóa của Cu²⁺ > H⁺ > H₂O.

D sai:

Khi t = 600s ⟹ n_e = (1,93.600/96500) = 0,012 mol < 2n_Cu²⁺ ⟹ Cu²⁺ chưa điện phân hết

⟹ n_Cu = ½.n_e = 0,006 mol ⟹ m_Cu = 0,384 gam.

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.