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 (dktc). 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 0,18                                    
  • B 0,26                                
  • C 0,15                                        
  • D 0,24

Phương pháp giải:

Phương pháp:

CuSO:  a mol 
KCl :  0,2 mol
n khí (+)  =  2,464 : 22,4 = 0,11 mol (t giây)
Dung dịch điện phân có Cu2+, Cl- nên giai đoạn đầu điện phân H2O chưa bị điện phân.
Tại cực (+) 2Cl →Cl+ 2e

                     0,2 →0,1   0,2 mol
nCl2 = 0,1 < 0,11 
Vậy trong thời gian t giây ở (+), H2O đã bị điện phân.
2H2O →  O2 + 4e  + 4H+

0,01             →0,04
⇒nO2 = 0,11−0,1=0,01 mol

Ta có n e- nhường trong t (giây) = 0,2 + 0,04 = 0,24 mol
Vậy trong thời gian 2t (giây) ne- (nhường, nhận) = 0,24 × 2 = 0,48 mol
⇒ trong t (giây) kế tiếp ở (+) H2O đã điện phân tiếp.
               2H2O→O +  4e + 4H+

                         0,06←  0,24
⇒ n khí (+) = 0,1 + 0,01 + 0,06 = 0,17 mol
∑n(↑) ở 2 cực trong 2t (giây) = 5,824 : 22,4= 0,26 mol
⇒ ở cực (-) Cu2+ đã hết và H2O đã bị khử thoát H2.
⇒nH2 = 0,26−0,17 = 0,09 mol⇒nH2 = 0,26−0,17 = 0,09 mol
(−)Cu+2 + 2e →Cu

       a→   2a

     2H2O + 2e → H+ 2OH

                        0,18←0,09 
Bảo toàn e

Lời giải chi tiết:

Hướng dẫn giải

CuSO:  a mol 
KCl :  0,2 mol
n khí (+)  =  2,464 : 22,4 = 0,11 mol (t giây)
Dung dịch điện phân có Cu2+, Cl- nên giai đoạn đầu điện phân H2O chưa bị điện phân.
Tại cực (+) 2Cl →Cl+ 2e

                     0,2 →0,1   0,2 mol
nCl2 = 0,1 < 0,11 
Vậy trong thời gian t giây ở (+), H2O đã bị điện phân.
2H2O →  O2 + 4e  + 4H+

0,01             →0,04
⇒nO2 = 0,11−0,1=0,01 mol

Ta có n e- nhường trong t (giây) = 0,2 + 0,04 = 0,24 mol
Vậy trong thời gian 2t (giây) ne- (nhường, nhận) = 0,24 × 2 = 0,48 mol
⇒ trong t (giây) kế tiếp ở (+) H2O đã điện phân tiếp.
               2H2O→O +  4e + 4H+

                         0,06←  0,24
⇒ n khí (+) = 0,1 + 0,01 + 0,06 = 0,17 mol
∑n(↑) ở 2 cực trong 2t (giây) = 5,824 : 22,4= 0,26 mol
⇒ ở cực (-) Cu2+ đã hết và H2O đã bị khử thoát H2.
⇒nH2 = 0,26−0,17 = 0,09 mol⇒nH2 = 0,26−0,17 = 0,09 mol
(−)Cu+2 + 2e →Cu

       a→   2a

     2H2O + 2e → H+ 2OH

                        0,18←0,09 
Ta có: 2a + 0,18 = 0,48 ⇔ 2a = 0,03 ⇒ a = 0,15 

Chọn C


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Hóa lớp 12 - Xem ngay