Điện phân dung dịch X chứa x mol Cu(NO3)2 và 0,2 mol NaCl với điện cực trơ, sau một thời gian thu

Câu hỏi số 529560:

Vận dụng cao

Điện phân dung dịch X chứa x mol Cu(NO₃)₂ và 0,2 mol NaCl với điện cực trơ, sau một thời gian thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 21,5 gam so với dung dịch X. Cho thanh sắt vào dung dịch Y đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thấy khối lượng thanh sắt giảm 1,8 gam và thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵). Điện phân dung dịch X với trong thời gian 11580 giây với cường độ dòng điện 10A, thu được V lít khí (đktc) ở hai điện cực. Giá trị của V là

A. 15,68.

B. 7,84.

C. 12,32.

D. 10,08.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:529560

Phương pháp giải

TN1:

m_giảm = m_Cu + m_O2 + m_Cl2 và BT e

⟹ n_Cu²⁺ pư, n_O2 ⟹ n_H⁺ ⟹ n_NO

m_{thanh sắt giảm} = m_Cu - m_{Fe pư} ⟹ x

TN2:

n_e = It/F ⟹ Viết quá trình cho/nhận e ở mỗi điện cực ⟹ V_khí.

Giải chi tiết

TN1:

Giả sử quá trình điện phân sinh ra cả khí O₂.

⟹ Catot: Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu;

Anot: 2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e; 2H₂O + 4e ⟶ O₂ + 4H⁺

⟹ BT e: 2n_Cu²⁺ = 4n_O2 + n_Cl^- ⟹ 2n_Cu²⁺ - 4n_O2 = 0,2

m_{dd giảm} = m_Cu + m_O2 + m_Cl2 ⟹ 21,5 = 64.n_Cu²⁺ + 32.n_O2 + 71.0,1

⟹ n_Cu²⁺ = 0,2 ; n_O2 = 0,05 ⟹ n_H⁺ = 4n_O2 = 0,2

⟹ Dung dịch sau pư có: H⁺ (0,2); Na⁺ (0,2), NO₃^- (2x) và Cu²⁺_dư (x - 0,2)

⟹ n_H⁺ = 4n_NO ⟹ n_NO = 0,05

⟹ Dung dịch sau pư có: NO₃^- ; Fe²⁺ và Na⁺ (0,2)

⟹ BTNT N: n_NO3^- = 2x - 0,05

BTĐT: 2n_Fe²⁺ + n_Na⁺ = n_NO3^- ⟹ n_Fe²⁺ = x - 0,125

⟹ n_{Cu ↓} = x - 0,2

⟹ m_{thanh sắt giảm} = m_Cu - m_{Fe pư} ⟹ 1,8 = 64.(x - 0,2) - 56.(x - 0,125)

⟹ x = 0,5

TN2: n_e = It/F = 11580.10:96500 = 1,2

Catot (-):

Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu

1 ⟵ 0,5

2H₂O + 2e ⟶ H₂ + 2OH^-

0,2 ⟶ 0,1

Anot (+):

2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

0,2 ⟶ 0,4

2H₂O ⟶ O₂ + 4e + 4H⁺

0,2 ⟵ 0,8

⟹ V = (0,5 + 0,1 + 0,2 + 0,2).22,4 = 10,08 lít.

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.