Câu hỏi
Điện phân dung dịch X gồm CuSO4 và KCl (tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 5) với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi I = 2A. Sau 1930 giây, thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí gồm H2 và Cl2 (có tỉ khối so với H2 là 24). Mặt khác, nếu điện phân X trong thời gian t giây thì khối lượng dung dịch giảm 2,715 gam. Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong nước và nước không bay hơi trong quá trình điện phân. Giá trị của t là
- A 2895.
- B 5790.
- C 3860.
- D 4825.
Phương pháp giải:
Viết các bán phản ứng xảy ra tại catot, anot
Bảo toàn e nhường, nhận
Ghi nhớ công thức: ne = It/nF
Lời giải chi tiết:
Gọi số mol của CuSO4: x (mol) ; KCl: 5x (mol)
Điện phân lần 1: ne = 0,04 theo phương trình đường chéo ta có:
nCl2 : nH2 = 2 : 1
Tại Anot: Cl- → Cl2 + 2e
0,02 ← 0,04 (mol)
Tại Catot:
Cu2+ + 2e → Cu
2H2O + 2e → 2OH- + H2↑
0,01 ← 0,01 (mol)
\({n_{Cu}} = \frac{{0,04 - 0,01.2}}{2} = 0,01\,(mol)\)
Điện phân lần 2:
Vì mCl- + mCu2+ < 2,715 => cả 2 điện cực đều điện phân nước
(A) 2Cl- → Cl2 + 2e
0,05 → 0,05 (mol)
2H2O + 2e → 4H+ + O2 + 4e
a → 4a (mol)
(K) Cu2+ + 2e → Cu
0,01 → 0,02 (mol)
2H2O + 2e → 2OH- + H2↑
2b ← b (mol)
\(\left\{ \begin{gathered}
0,05 + 4a = 0,02 + 2b \hfill \\
35,5.0,05 + 32a + 2b + 0,01.64 = 2,715 \hfill \\
\end{gathered} \right. = > \left\{ \begin{gathered}
a = 0,0075 \hfill \\
b = 0,03 \hfill \\
\end{gathered} \right.\)
=> ne = 0,08 (mol) = It/F
=> t = 3860 (s)
Đáp án C
Câu hỏi trước
