Phương pháp giải:

Bảo toàn điện tích, tăng giảm khối lượng

Lời giải chi tiết:

Đặt n_CuO = a mol; n_NaOH = a mol; n_HCl = b; n_H2SO4 = 0,5b

- Xét quá trình: (CuO, NaOH) + (HCl, H₂SO₄) → (Cu²⁺, Na⁺, Cl^-, SO₄^2-) + H₂O

+ Bảo toàn nguyên tố → dd Y chứa: Cu²⁺ (a mol); Cl^- (b mol); Na⁺ (a mol); SO₄^2- (0,5b mol)

+ BTĐT dd Y: 2n_Cu2+ + n_Na+ = n_Cl- + 2n_SO4 → 2a + a = b + 2.0,5b → b = 1,5a (1)

+ Khối lượng muối: 64a + 35,5b + 23a + 96.0,5b = m (2)

- Xét quá trình điện phân dd Y:

+ Dung dịch sau điện phân tác dụng với Fe được chất rắn Z chứa 2 kim loại → Cu²⁺ chưa điện phân hết

+ Khi cho Fe vào nhận thấy khối lượng chất rắn giảm nên dd sau điện phân có chứa H⁺ ⇒ Cl^- đã điện phân hết

*Catot: Cu²⁺ + 2e → Cu

              c        2c       c   (đặt n_{Cu2+ bị đp} = c mol)

*Anot: 2Cl^- → Cl₂  +  2e

              b   → 0,5b → b

               2H₂O → 4H⁺ +       O₂   +          4e

                             2c-b ← 0,5c-0,25b ← (2c-b)

→ m_{dd giảm} = m_{Cu đp} + m_O2 + m_Cl2 ⇒ 64c + 71.0,5b + 32.(0,5c-0,25b) = 20,225 (3)

- Xét quá trình: m(g) Fe + dung dịch Z (Cu²⁺, Na⁺, H⁺, SO₄^2-) → (Fe²⁺, Na⁺, SO₄^2-) + H₂ + 0,9675m (g) (Cu, Fe)

Fe    +      2H⁺ → Fe²⁺ + H₂

c-0,5b ← 2c-b

Fe   +  Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

a-c ← a-c →              a-c

Phương pháp tăng giảm khối lượng ta có: m_{KL giảm} = m_{Fe pư} - m_Cu

⇒ 56(c - 0,5b + a - c) - 64(a-c) = m - 0,9675m (4)

Giải (1)(2)(3)(4) → a = 0,18; b = 0,27; c = 0,16; m = 38,2

Vậy n_{e trao đổi} = 2c = 0,32 mol

→ t = n_e.96500/I = 11522 (s)

Đáp án A