Câu hỏi
Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4 và 0,12 mol NaCl bằng dòng điện có cường độ 2A. Thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot sau 9650 giây điện phân là
- A 1,792 lít.
- B 0,896 lít.
- C 1,344 lít.
- D 1,120 lít.
Phương pháp giải:
- Xác định ion điện phân trước → Ghép các ion để viết phương trình phân tử
- CuCl2 điện phân trước → Thời gian điện phân CuCl2 và số mol khí ở anot
- Tính thời gian điện phân CuSO4 → Khối lượng khí oxi thu được anot
→ Tổng số mol khí anot
Lời giải chi tiết:
Trong quá trình điện phân cation nào có tính oxi hoá mạnh hơn sẽ thu e trước, anion nào có tính khử mạnh hơn sẽ nhường e trước. Trong dung dịch đã cho thứ tự như sau:
- Ở catot: Cu2+ > H+(H2O) > Na+
- Ở anot: Cl- > OH-(H2O) > SO42-
Ghép các ion thành phân tử để viết pt điện phân. Các ion Cl- và Cu2+ điện phân trước
\(CuCl_2 \xrightarrow{{dpdd}} Cu+Cl_2\) (1)
0,06mol → 0,06 → 0,06
\(2CuSO_4 + 2H_2O\xrightarrow{{dpdd}} 2Cu + O_2\) \(+ 2H_2SO_4\) (2)
Thời gian cần thiết để điện phân ở (1):
\(m = \dfrac{{A.I.t} }{ {n.F}} \to t = \dfrac{{m.n.F} }{{A.I}}= \dfrac{{71.0,06.2.96500}}{ {2.71}} = 5790(s)\)
Thời gian còn lại để điện phân (2) là: 9650- 5790= 3860 (s)
Tính khối lượng O2 thu được khi điện phân trong 3860 s:
\(m = \dfrac{{A.I.t} }{ {n.F}} = \dfrac{{32.2.3860} }{{4.96500}}=0,64g\)
\(n_{O_2}=\dfrac{{0,64}}{{32}}=0,02 mol\)
Tổng số mol khí thu được ở anot là: 0,06 + 0,02 = 0,08 mol
Thể tích khí thu được ở anot là: 0,08.22,4 = 1,792 lít
Đáp án A