Điện phân dung dịch X chứa m gam hỗn hợp Cu(NO3)2 và NaCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp,

Câu hỏi số 574291:

Vận dụng

Điện phân dung dịch X chứa m gam hỗn hợp Cu(NO₃)₂ và NaCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi I = 2,5A. Sau 9264 giây thu được dung dịch Y (vẫn còn màu xanh) và hỗn hợp khí ở anot có tỉ khối so với hiđro bằng 25,75. Mặt khác, nếu điện phân X trong thời gian t giây thì thu được tổng số mol khí ở hai điện cực là 0,11 mol (số mol khí thoát ra ở điện cực này gấp 10 lần số mol khí thoát ra ở điện cực kia). Giả thiêt hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong nước và nước không bay hơi trong quá tình điện phân. Giá trị của m là:

A. 27,24.

B. 29,12.

C. 30,54.

D. 32,88.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:574291

Phương pháp giải

*TN1: t = 9264s

⟹ n_e = It/F

Dung dịch Y (vẫn còn màu xanh) ⟹ Cu²⁺ chưa điện phân hết.

Bên anot thu được hỗn hợp khí ⟹ Cl^-đã điện phân hết, nước bị điện phân tại anot

Phương trình tại mỗi cực:

Catot (-): Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu

Anot (+): 2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

⟹ Lập hệ phương trình dựa vào bảo toàn e và M _khí

⟹ Xác định được n_Cl2 và n_O2

⟹ BTNT Cl: n_NaCl = n_Cl-

*TN2: t(s)

Tổng mol khí = 0,11 mol

Mà n _{khí anot} > n _{khí catot}

⟹ n _{khí anot} = 10 n _{khí catot}

⟹ n _{khí anot}, n _{khí catot}

Phương trình tại mỗi cực:

Catot (-): Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu

2H₂O + 2e ⟶ 2OH^- + H₂

Anot (+): 2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

⟹ Bảo toàn e

⟹ n_Cu2+

⟹ m = m_NaCl + m_Cu(NO3)2

Giải chi tiết

*TN1: t = 9264s

⟹ n_e = It/F = 2,5.9264/96500 = 0,24 mol

Dung dịch Y (vẫn còn màu xanh) ⟹ Cu²⁺ chưa điện phân hết.

Bên anot thu được hỗn hợp khí ⟹ Cl^-đã điện phân hết, nước bị điện phân tại anot

Phương trình tại mỗi cực:

Catot (-): Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu

Anot (+): 2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

x ⟶ 2x

2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

y ⟶ 4y

⟹ Bảo toàn e: 2x + 4y = 0,24 (1)

Lại có: M _khí = 25,75.2 = (71x + 32y)/(x+y) (2)

Từ (1) và (2) ⟹ x = y = 0,04

⟹ BTNT Cl: n_NaCl = n_Cl- = 2x = 0,08 mol

*TN2: t(s)

Tổng mol khí = 0,11 mol

Mà n _{khí anot} > n _{khí catot}

⟹ n _{khí anot} = 10 n _{khí catot}

⟹ n _{khí anot} = 0,11.10/11 = 0,1 mol

n _{khí catot} = 0,11/11 = 0,01 mol

Phương trình tại mỗi cực:

Catot (-): Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu

2H₂O + 2e ⟶ 2OH^- + H₂

0,02 <- 0,01

Anot (+): 2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

0,04 ⟶ 0,08

2H₂O ⟶ 4H⁺ + O₂ + 4e

0,06 ⟶ 0,24

⟹ Bảo toàn e: n_enhận = 0,08 + 0,24 = 0,32

⟹ n_Cu2+ = (0,32 – 0,02)/2 = 0,15 mol

⟹ m = m_NaCl + m_Cu(NO3)2 = 0,08.58,5 + 0,15.188 = 32,88 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.