Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO4, y mol H2SO4 và z mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn

Câu hỏi số 599226:

Vận dụng cao

Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO₄, y mol H₂SO₄ và z mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân là 100%). Lượng khí sinh ra từ quá trình điện phân và khối lượng Al₂O₃ bị hòa tan tối đa trong dung dịch sau điện phân ứng với mỗi thí nghiệm được cho ở bảng dưới đây:

Biết: tại catot ion Cu²⁺ điện phân hết thành Cu trước khi ion H⁺ điện phân tạo thành khí H₂; cường độ dòng điện bằng nhau và không đổi trong các thí nghiệm trên. Tổng giá trị (x + y + z) bằng

A. 1,6.

B. 1,5.

C. 1,8.

D. 2,0.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:599226

Phương pháp giải

Viết phương trình điện phân ở mỗi thí nghiệm

Tính toán theo PTHH

Giải chi tiết

Thứ tự điện phân:

Catot (-)

Cu⁺² + 2e ⟶ Cu

2H⁺_(axit) + 2e ⟶ H₂ _(axit)

2H₂O + 2e ⟶ H₂ _(H2O) + 2OH^-

Anot (+)

2Cl^- ⟶ Cl₂ + 2e

2H₂O ⟶ O₂ + 4H⁺ + 4e

TN2: Tại 2t giây: Vì ở thí nghiệm này không hòa tan được Al₂O₃ có nghĩa là bên catot H⁺ đã bị điện phân vừa hết. Bên anot Cl^- mới bị điện phân 1 phần.

⟹ Khí sinh ra gồm: Cl₂ (a^mol) và H_{2 (axit)} (y^mol)

⟹ a + y = 1 (1)

⟹ n_{e (TN2)} = 2.n_Cl2 = 2a

TN1: Tại t giây: Bên catot H⁺ bị điện phân 1 phần, phần còn lại dư hòa tan được Al₂O₃. Bên anot Cl^- mới bị điện phân 1 phần.

⟹ n_{e (TN1)} = n_{e (TN2)}/2 = a ⟹ n_{Cl2 (TN1)} = 0,5a

n_Al2O3 = 0,1 ⟹ n_H⁺_dư = 0,1.6 = 0,6 ⟹ n_H⁺_{bị điện phân} = 2y – 0,6

⟹ n_{H2 sinh ra} = y – 0,3

⟹ Khí gồm: Cl₂ (0,5a^mol) và H₂ (y – 0,3)

⟹ 0,5a + y – 0,3 = 0,4 (2)

Từ (1) và (2) ⟹ a = 0,6 ; y = 0,4

Thay số liệu vào TN2 ta có:

BT e: 2n_Cu²⁺ + 2n_H2 = 2n_Cl2 ⟹ 2.n_Cu²⁺ + 2.0,4 = 2.0,6 ⟹ n_Cu²⁺ = 0,2 = x

TN3: Tại 3t giây: n_{e (TN3)} = 3a = 3.0,6 = 1,8

Bên catot có khí: H₂ _(axit) (0,4^mol) và H_{2 (H2O)}

⟹ n_{H2 (H2O)} = (1,8 – 0,4.2 – 0,2.2):2 = 0,3

Bên anot có khí: Cl₂ (0,5z^mol) và O₂

⟹ n_O2 = (1,8 – z):4

n_{khí (TN3)} = 1,5 = 0,4 + 0,3 + 0,5z + (1,8 – z):4 ⟹ z = 1,4

⟹ x + y + z = 0,2 + 0,4 + 1,4 = 2

Đáp án cần chọn là: D

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.