Phương pháp giải:

Tính được: n_CuSO4 = n_CuSO4.5H2O

Do nhúng thanh Mg có phản ứng xảy ra và sau khi làm khô thành Mg thấy khối lượng không đổi nên suy ra:

+ Ở catot thì Cu²⁺ chưa bị điện phân hết (phản ứng này Cu bám vào làm khối lượng thanh Mg tăng)

+ Ở anot thì H₂O đã bị điện phân tạo H⁺ (phản ứng này hòa tan thanh Mg làm khối lượng thanh Mg giảm)

(2 lượng tăng giảm này bù trừ cho nhau nên khối lượng thanh Mg không đổi)

Các quá trình tại 2 điện cực:

Cu²⁺ + 2e → Cu⁰                                       Cl^- → 0,5Cl₂ + 1e

x         2x       x                                          y          0,5y       y

                                                                 H₂O → 2H⁺ + 0,5O₂ + 2e

                                                                  z          2z       0,5z     2z

+) Áp dụng bảo toàn e: n_{e (catot)} = n_{e (anot)} → (1)

+) m_{dd giảm} = m_Cu + m_Cl2 + m_O2 → (2)

+) Do khối lượng thanh Mg không thay đổi nên m_{Mg tan ra} = m_{Cu bám vào} → (3)

Giải hệ tìm được x, y, z

→ n_{e trao đổi} → Thời gian t = n_e.F/I

Lời giải chi tiết:

Tính được: n_CuSO4 = n_CuSO4.5H2O = 80/250 = 0,32 mol

Do nhúng thanh Mg có phản ứng xảy ra và sau khi làm khô thành Mg thấy khối lượng không đổi nên suy ra:

+ Ở catot thì Cu²⁺ chưa bị điện phân hết (phản ứng này Cu bám vào làm khối lượng thanh Mg tăng)

+ Ở anot thì H₂O đã bị điện phân tạo H⁺ (phản ứng này hòa tan thanh Mg làm khối lượng thanh Mg giảm)

(2 lượng tăng giảm này bù trừ cho nhau nên khối lượng thanh Mg không đổi)

Các quá trình tại 2 điện cực:

Cu²⁺ + 2e → Cu⁰                                       Cl^- → 0,5Cl₂ + 1e

x         2x       x                                          y          0,5y       y

                                                                 H₂O → 2H⁺ + 0,5O₂ + 2e

                                                                  z          2z       0,5z     2z

+) Áp dụng bảo toàn e: n_{e (catot)} = n_{e (anot)} → 2x = y + 2z (1)

+) m_{dd giảm} = m_Cu + m_Cl2 + m_O2 → 64x + 71.0,5y + 32.0,5z = 22,8 (2)

+) Dung dịch sau pư chứa: Cu²⁺ dư (0,32 -x); Na⁺; H⁺ (2z) và SO₄^2-

Cho thanh Mg vào có các pư:

Mg + 2H⁺ → Mg²⁺ + H₂

z ←   2z

Mg       +    Cu²⁺ → Mg²⁺ + Cu

0,32-x ← 0,32-x →            0,32-x

Do khối lượng thanh Mg không thay đổi nên m_{Mg tan ra} = m_{Cu bám vào}

→ 24.(z + 0,32 - x) = 64.(0,32-x) (3)

Giải hệ (1) (2) (3) được x = 0,23; y = 0,16; z = 0,15

→ n_{e trao đổi} = 2x = 0,46 mol

→ t = n_e.F/I = 0,46.96500/9,65 = 4600 giây

Đáp án A