Câu hỏi
Điện phân dung dịch X chứa 3a mol Cu(NO3)2 và a mol KCl (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi khối lượng catot tăng 12,8 gam thì dừng điện phân, thu được dung dịch Y. Cho 22,4 gam bột Fe vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và 16 gam hỗn hợp kim loại. Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%. Giá trị của a là
- A 0,096.
- B 0,128.
- C 0,112.
- D 0,080.
Phương pháp giải:
Tại K có: Cu2+ + 2e → Cu
Dung dịch tạo thành sau phản ứng tác dụng với Fe tạo thành NO nên dung dịch sau điện phân có chứa H+
=> Tại anot, H2O đã bị điện phân, Cl- bị điện phân hết
Tại A có:
2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Cho Fe phản ứng với dung dịch sau điện phân thu được hỗn hợp kim loại nên Fe dư, phản ứng tạo muối Fe2+
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
Tính theo PTHH tìm được giá trị của a.
Lời giải chi tiết:
Tại K có: Cu2+ + 2e → Cu
0,4 ← 0,2 mol
Dung dịch tạo thành sau phản ứng tác dụng với Fe tạo thành NO nên dung dịch sau điện phân có chứa H+
=> Tại anot, H2O đã bị điện phân, Cl- bị điện phân hết
Tại A có:
2Cl- → Cl2 + 2e
a → 2a
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
0,4 – a ← 0,4 – a (mol)
Cho Fe phản ứng với dung dịch sau điện phân:
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
3a – 0,2 ← 3a – 0,2 → 3a – 0,2 (mol)
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
3(0,4 – a)/8 ← 0,4 – a (mol)
Ta có \({m_{chat\,ran\,sau}} = {m_{Fe\,bd}} - {m_{Fe\,pu}} + {m_{Cu}} = 22,4 - 56.({{0,4 - a} \over 8}.3 + 3a - 0,2) + 64(3a - 0,2) = 16\)
→ a = 0,08
Đáp án D
Câu hỏi trước
