Câu hỏi
Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 và 0,2 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi). Trong thời gian t giây, thu được 2,464 lít khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở cả hai điện cực là 5,824 lít (đktc). Biết hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của a là:
- A 0,15
- B 0,24
- C 0,26
- D 0,18
Phương pháp giải:
Trong thời gian t giây, nkhí anot = 0,11 mol; trong thời gian 2t giây, nkhí ở 2 cực = 0,26 mol
Catot (-) : Cu2+ , K+, H2O Anot (+) : Cl-, SO42-, H2O
Xét trong thời gian t giây
Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e
0,2→ 0,1 0,2
Khi điện phân hết ion Cl- chỉ thu được 0,1 mol khí ở anot => H2O tiếp tục điện phân
H2O →1/2 O2 + 2 H+ + 2e
0,01→ 0,04
→ số mol e nhường trong thời gian t giây = 0,2 + 0,04 = 0,24 mol
→ số mol e nhường trong thời gian 2t giây = 0,24. 2 = 0,48 mol
Xét trong thời gian 2t giây
Khí thu được ở cả 2 điện cực = 0,26 mol, chứng tỏ bên cực catot có sự điện phân của H2O
Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e
a mol→ 2a 0,2 → 0,1 0,2
2H2O + 2e → H2 + 2OH- H2O →1/2 O2 + 2 H+ + 2e
0,18 ←0,09 x → 4x
ne nhường = 0,2 + 4x = 0,48 → x → nH2
=>a
Lời giải chi tiết:
Trong thời gian t giây, nkhí anot = 0,11 mol; trong thời gian 2t giây, nkhí ở 2 cực = 0,26 mol
Catot (-) : Cu2+ , K+, H2O Anot (+) : Cl-, SO42-, H2O
Xét trong thời gian t giây
Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e
0,2→ 0,1 0,2
Khi điện phân hết ion Cl- chỉ thu được 0,1 mol khí ở anot => H2O tiếp tục điện phân
H2O → 1/2 O2 + 2 H+ + 2e
0,01→ 0,04
→ số mol e trao đổi trong thời gian t giây = 0,2 + 0,04 = 0,24 mol
→ số mol e trao đổi trong thời gian 2t giây = 0,24. 2 = 0,48 mol
Xét trong thời gian 2t giây
Khí thu được ở cả 2 điện cực = 0,26 mol, chứng tỏ bên cực catot có sự điện phân của H2O
nCl2 = 0,1 mol
nO2 = (ne - 2nCl2)/4 = (0,48 - 2.0,1)/4 = 0,07 mol
nH2 = 0,26 - nCl2 - nO2 = 0,26 - 0,1 - 0,07 = 0,09 mol
Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e
a → 2a 0,2 → 0,1 0,2
2H2O + 2e → H2 + 2OH- H2O → 1/2 O2 + 2 H+ + 2e
0,18 ← 0,09 0,07 ← (0,48 - 0,2)
→ ne(catot) = 2a + 0,18 = 0,48 → a = 0,15 mol
Đáp án A
Câu hỏi trước
