Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Cu(OH)2 và NaOH vào lượng vừa đủ dung dịch HCl, thu được

Câu hỏi số 684626:

Vận dụng cao

Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Cu(OH)₂ và NaOH vào lượng vừa đủ dung dịch HCl, thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X với các điện cực trơ, màng ngăn xốp, dòng điện có cường độ 1A không đổi. Lượng khí sinh ra từ bình điện phân và lượng kim loại Cu sinh ra ở catot theo thời gian điện phân được cho ở bảng sau:

Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, bỏ qua sự bay hơi của nước. Giá trị của m là

A. 15,7.

B. 30,7.

C. 16,7.

D. 18,7

Đáp án đúng là: D

Phương pháp giải

Bài toán về thứ tự điện phân mỗi điện cực

Giải chi tiết

Thời gian tăng gấp 1,75 lần nhưng mol khí tăng gấp đôi chứng tỏ lúc 1,75t catot đã có H₂.

Lúc t giây: n_Cu = 0,1 mol ⟹ n_e trong t giây = 0,2 mol

TH1: Lúc t giây anot đã có O₂

Lúc t giây:

\(\begin{array}{l}{n_{C{l_2}}} = x{\rm{ }}mol\\{n_{{O_2}}} = y{\rm{ }}mol\end{array}\)

Ta có:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{2x + 4y = 0,2{\rm{ }}\left( 1 \right)}\\{x + y = a{\rm{ }}\left( 2 \right)}\end{array}} \right.\)

Lúc 1,75t giây: n_e = 1,75.0,2 = 0,35 mol

Catot:

\(\begin{array}{l}{n_{Cu}} = 0,15{\rm{ }}mol\\{n_{{H_2}}} = 0,025{\rm{ }}mol\end{array}\)

Anot:

\(\begin{array}{l}{n_{C{l_2}}} = x{\rm{ }}mol\\{n_{{O_2}}} = \dfrac{{0,35 - 2x}}{4}mol\\\begin{array}{*{20}{l}}{ \Rightarrow \;0,025 + x + \;\dfrac{{0,35 - 2x}}{4} = 2a{\rm{ }}\left( 3 \right)}\\{\left( 1 \right),\left( 2 \right),\left( 3 \right)\; \Rightarrow \;\left\{ \begin{array}{l}x = 0,025{\rm{ }}mol{\rm{ }}\\y = 0,0375{\rm{ }}mol{\rm{ }}\\a = 0,0625{\rm{ }}mol\end{array} \right.}\end{array}\end{array}\)

Lúc 4t giây: n_e = 4.0,2 = 0,8 mol

Catot: n_Cu = 0,15 mol ⟶ n_H2= 0,25 mol

Anot: n_Cl2= 0,025 mol ⟶ n_O2= 0,1875 mol

⟹ 0,25 + 0,025 + 0,1875 = 0,4625 ≠ 5,5a: Vô lí, loại.

TH2: Lúc t giây anot chưa có O₂

Lúc t giây: = a = 0,1 mol

n_khí tại anot trong khoảng 0,75t (tính từ t đến 1,75t)

Với n_e = 0,75.0,2 = 0,15, gấp đôi mol khí ở anot nên vẫn chưa có O₂.

Lúc 4t: n_e = 0,2.4 = 0,8 mol

\(\begin{array}{*{20}{l}}{Catot:{\rm{ }}{n_{Cu}}\; = 0,15{\rm{ }}\;mol \Rightarrow \;{n_{{H_2}}} = 0,25{\rm{ }}mol}\\{Anot:\;{n_{C{l_2}}} = x{\rm{ }}mol{\rm{ }}va {\rm{ }}{n_{{O_2}}}\; = y{\rm{ }}mol}\\\begin{array}{l}Ta{\rm{ }}co :{\rm{ }}\\\left\{ \begin{array}{l}2x + 4y = 0,8\\x + y + 0,25 = 5,5a\;\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}x = 0,2{\rm{ }}mol{\rm{ }}\\y = 0,1{\rm{ }}mol\end{array} \right.\end{array}\end{array}\)

Bảo toàn Cl ⟹ n_NaCl = 0,1 mol

Ban đầu: Cu(OH)₂: 0,15 mol và NaOH: 0,1 mol

⟹ m = 18,7 gam.

Xem lời giải

Câu hỏi:684626

Tham Gia Group Dành Cho 2K7 luyện thi Tn THPT - ĐGNL - ĐGTD

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, 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.