Câu hỏi
Điện phân dung dịch chứa NaCl 0,4M và Cu(NO3)2 0,5M bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi I = 5A trong 8492 giây, ở anot thu được 3,36 lít khí (đktc). Cho m gam bột Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng, thu được NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và 0,8m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là
- A 16,8.
- B 19,6.
- C 25,2.
- D 29,4.
Phương pháp giải:
Do Fe tác dụng với dung dịch sau điện phân thu được NO nên H2O ở anot đã bị điện phân để sinh ra H+
Anot:
Cl- -1e → 0,5Cl2
4x 4x 2x
H2O -2e → 0,5 O2 + 2H+
0,44-4x → 0,11-x
Từ số mol khí ở anot lập phương trình giải thu được x
Catot: Cu2+ (0,2 mol)
2nCu2+ < ne => Cu2+ bị điện phân hết, H2O điện phân
Cu2+ + 2e → Cu
H2O + 1e → 0,5H2 + OH-
Dung dịch sau điện phân gồm có:
Na+ , H+ , NO3-
Cho m gam Fe vào dung dịch sau điện phân thu được 0,8m gam rắn nên ta có:
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
=> m chất rắn = mFe dư => m
Lời giải chi tiết:
Đặt số mol của NaCl là 4x (mol) và số mol của Cu(NO3)2 là 5x (mol)
ne = It/F = 5.8492/96500 = 0,44 mol
n khí (anot) = 0,15 mol
Do Fe tác dụng với dung dịch sau điện phân thu được NO nên H2O ở anot đã bị điện phân để sinh ra H+
Anot:
Cl- -1e → 0,5Cl2
4x 4x 2x
H2O -2e → 0,5 O2 + 2H+
0,44-4x → 0,11-x
n khí = 0,15 => 2x + (0,11-x) = 0,15 => x = 0,04 mol
=> nCu2+ = 5x = 0,2 mol
Catot: Cu2+ (0,2 mol)
2nCu2+ < ne => Cu2+ bị điện phân hết, H2O điện phân
Cu2+ + 2e → Cu
0,2 → 0,4
H2O + 1e → 0,5H2 + OH-
0,04 → 0,04
Dung dịch sau điện phân gồm có:
Na+ (0,16 mol)
H+ (0,28 – 0,04 = 0,24 mol) (phản ứng trung hòa)
NO3- (0,4 mol)
Cho m gam Fe vào dung dịch sau điện phân thu được 0,8m gam rắn nên ta có:
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
0,09 ← 0,24
=> m chất rắn = mFe dư => m – 0,09.56 = 0,8m => m = 25,2 gam
Đáp án C
Câu hỏi trước
