Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch X gồm CuSO4 và KCl (tỉ lệ mol tương ứng 5:

Câu hỏi số 566931:

Vận dụng

Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch X gồm CuSO₄ và KCl (tỉ lệ mol tương ứng 5: 4) với cường độ dòng điện 5A. Sau thời gian t giờ, thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 54,6 gam so với dung dịch X. Dung dịch Y hoà tan tối đa 10,2 gam Al₂O₃. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự bay hơi của nước. Giá trị của t gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 5,0.

B. 6,5.

C. 4,5.

D. 7,5.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:566931

Phương pháp giải

- Gọi n_CuSO4 = 5x và n_KCl= 4x.

- Biện luận xác định thành phần Cl^- bị điện phân hết.

n_Al2O3 ⟹ n_H+

* TH₁: Cu²⁺ đã bị điện phân hết:

- Viết các quá trình điện phân, gọi n_H2 = a và n_O2 = b.

- Lập HPT ⟹ a, b, x ⟹ n_e ⟹ t.

* TH₂: Cu²⁺ chưa bị điện phân hết.

- Gọi n_Cu = y; n_Cl2 = 2x; n_O2 = 0,6:4 = 0,15 mol

- Lập HPT ⟹ x, y ⟹ n_e ⟹t.

Giải chi tiết

- Gọi n_CuSO4 = 5x và n_KCl = 4x.

-Do n_SO4^2- > n_K+ ⟹ Y chứa H⁺ ⟹ Cl^- đã bị điện phân hết.

- n_Al2O3 = 0,1 mol

Al₂O₃ + 6H⁺ ⟶ 2Al³⁺ + 3H₂O.

0,1 ⟶ 0,6

TH₁: Cu²⁺ đã bị điện phân hết.

Catot (-):

Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu⁰

5x ⟶ 10x 5x

2H₂O + 2e ⟶ 2OH^- + H₂.

2a ⟶ 2a ⟶ a

Anot (+):

2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

4x ⟶ 2x 4x

2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

4b ⟶ b ⟶ 4b

- BT e: 10x + 2a = 4x + 4b ⟹ 2a – 4b + 6x = 0

- n_{H+ sau điện phân} = 0,6 mol ⟹ 4b – 2a = 0,6

- m_{dd giảm} = m_Cu + m_Cl2 + m_H2 + m_O2 ⟹ 54,6 = 64.5x + 71.2x + 2a + 32b ⟹ 2a + 32b + 462x = 54,6

⟹ a = 0,2 và b = 0,25 và x = 0,1

⟹ n_e = 10x + 2a = 10.0,1 + 2.0,2 = 1,4 mol ⟹ t = n_e.F/I = 1,4.96500/5 = 27020 (s) = 7,51 (h)

TH₂: Cu²⁺ chưa bị điện phân hết.

Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu⁰

y ⟶ 2y ⟶ y

2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

4x ⟶ 2x ⟶ 4x

2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

0,6⟶ 0,15 ⟶ 0,6

- BT e: 2y = 4x + 0,6

- m_{dd giảm} = m_Cu + m_Cl2 + m_O2 ⟹ 54,6 = 64y + 71.2x + 32.0,15 ⟹ 142x + 64y = 49,8

⟹ x = 17/150 và y = 79/150 (thỏa mãn do y < 5x).

⟹ n_e = 2y = 79/75 ⟹ t = n_e.F/I = (79/75).96500/5 = 20329 (s) = 5,65 (h).

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.