Câu hỏi
Điện phân dung dịch X chứa Cu(NO3)2 và 0,2 mol NaCl với điện cực trơ , sau một thời gian thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 21,5 gam so với dung dịch X . Cho thanh sắt vào dung dịch Y đến khi các phản ứ ng xảy ra hoàn toàn, thấy khối lượng thanh sắt giảm 1,8 gam và thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Điện phân dung dịch X với trong thời gian 11580 giây với cường độ dòng điện 10A, thu được V lít khí (đktc) ở hai điện cực. Giá trị của V là
- A 7,84.
- B 10,08.
- C 12,32.
- D 15,68.
Phương pháp giải:
Viết các bán phản ứng xảy ra tại catot và anot, sử dụng phương pháp bảo toàn e và phương pháp tăng giảm khối lượng.
Lời giải chi tiết:
Dung dịch X thu được có phản ứng với Fe sinh ra khí NO do vậy bên anot Cl- đã điện phân hết, H2O cũng điện phân để sinh ra H+. Bên catot Cu2+ có thể điện phân hết hoặc dư
Tại catot Tại anot
Cu2+ +2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e
H2O → O2 + 4H+ + 4e
Đặt số mol Cu2+ pư = x (mol); nO2 = y (mol)
mgiảm = mCu + mCl2 + mO2
→ 64x + 0,1.71 + 32y = 21,5 (1)
BT e ta có: 2x = 0,2 + 4y (2)
giải (1) và (2) => x = 0,2 và y = 0,05 (mol)
=> nH+ = 4nO2 = 0,2 (mol)
Dung dịch Y sau phản ứng thu được gồm: Cu2+ dư: z (mol); H+: 0,2 (mol); NO3-
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O (1)
0,075 ← 0,2 (mol)
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu↓ (2)
z ← z → z (mol)
mFe giảm = mFe pư - mCu sinh ra (2)
→ 1,8 = (0,075 + z).56 - 64z
→ z = 0,3 (mol)
→ nCu(NO3)2 ban đầu = x + z = 0,5 (mol)
Xét điện phân dd X trong 11580 giây \(ne\,trao\,doi = {{IT} \over F} = {{10.11580} \over {96500}} = 1,2\,(mol)\)
→ ne Cu2+ trao đổi max = 0,5.2 = 1 (mol) < 1,2 (mol) nên tại catot Cu2+ điện phân hết và H2O đã điện phân
Tại catot Tại anot
Cu2+ +2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e
0,5 → 1 (mol) 0,2 → 0,1 → 0,2 (mol)
2H2O + 2e → H2 + 2OH- H2O → O2 + 4H+ + 4e
(1,2-1)→0,1 (mol) 0,25 ← 1 (mol)
→ ∑ nkhí = nCl2 + nO2 + nH2 = 0,1 + 0,25 + 0,1 = 0,45 (mol)
→ V(đktc) = 0,45.22,4 = 10,08 (l)
Đáp án B
Câu hỏi trước
