Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch X chứa CuSO4 và NaCl (có tỉ lệ mol

Câu hỏi số 563515:

Vận dụng

Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch X chứa CuSO₄ và NaCl (có tỉ lệ mol tương ứng 3:2) bằng dòng điện một chiều có cường độ 5A, sau thời gian t giờ thu được dung dịch Y chứa hai chất tan và thấy khối lượng dung dịch Y giảm 33,1 gam so với khối lượng của dung dịch X. Dung dịch Y hòa tan tối đa 3,6 gam Al. Giả sử khí sinh ra trong quá trình điện phân thoát hết ra khỏi dung dịch. Giá trị của t gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 4,27.

B. 5,42.

C. 5,36.

D. 4,25.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:563515

Phương pháp giải

- Gọi n_CuSO4 = 3a và n_NaCl = 2a.

- Xác định các chất tan trong Y.

Y chắc chắn có Na⁺, SO₄^2-, có thể có H⁺ hoặc OH^- (do hòa tan được Al)

- Biện luận đề xác định xem Y có H⁺ hay OH^-.

- Lập HPT, giải tìm a.

⟹ n_e ⟹ t.

Giải chi tiết

- Trong X, đặt n_CuSO4 = 3a và n_NaCl = 2a.

- Ta có: n_Al = 3,6 : 27 = 2/15 (mol)

- Dung dịch Y chắc chắn có Na⁺, SO₄^2-.

Y hòa tan được Al nên Y chứa H⁺ hoặc OH^-.

Mặt khác, Y chứa 2 chất tan ⟹ Y gồm Na⁺, SO₄^2-, H⁺ hoặc Na⁺, SO₄^2-, OH^-.

Mà: n_Na⁺< 2n_SO4^2- ⟹ Dung dịch Y gồm Na⁺, SO₄^2-, H⁺.

Bảo toàn điện tích cho Y: n_Na⁺ + n_H⁺= 2n_SO4^2- ⟹ 2a + n_H⁺= 2.3a ⟹ n_H⁺ = 3a.

- Xét phản ứng dung dịch Y hòa tan Al:

2Al + 6H⁺ ⟶ 2Al³⁺ + 3H₂.

2/15 ⟶ 0,4

⟹ 0,4 = 4a ⟹ a = 0,1 mol

- Xét quá trình xảy ra ở các điện cực:

Catot (-) Anot (+)

Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu 2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

0,3 ⟶ 0,6 0,3 0,2 ⟶ 0,1 0,2

2H₂O + 2e ⟶ H₂ + 2OH^- 2H₂O ⟶ O₂ + H⁺ + 4e

2x ← x ⟶ 2x y ⟶ y 4y

BT e: 0,6 + 2x = 0,2 + 4y (1).

Khối lượng dung dịch giảm = m_Cu+ m_H2 + m_Cl2 + m_O2

⟹ 64. 0,3 + 2. x + 71. 0,2 + 32. y = 33,1 (2).

Từ (1) (2) ⟹ x = y = 0,2

⟹ n_e = 0,6 + 2. 0,2 = 1 (mol).

Áp dụng định luật Faraday: t = 96500.n_e:I = 96500.1:5 = 19300 (s) = 5,36 (h).

Đáp án cần chọn là: C

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.