Câu hỏi
Điện phân dung dịch X chứa đồng thời 0,04 mol HCl và a mol NaCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi , hiệu suất điện phân là 100%) trong thời gian t giây thu được 1,344 lit hỗn hợp khí (dktc) trên các điện cực . Mặt khác khi điện phân X trong thời gian 2t giây thì thu được 1,12 lit (dktc) hỗn hợp khí trên anot. Giá trị của a là :
- A 0,06
- B 0,04
- C 0,01
- D 0,02
Phương pháp giải:
Bài toán điện phân dung dịch.
Thứ tự phản ứng trên các điện cực :
+) Catot : 2H+ + 2e → H2 (1)
2H2O + 2e → 2OH- + H2 (2)
+) Anot : 2Cl- → Cl2 + 2e (3)
2H2O → 4H+ + O2 + 4e (4)
- Biện luận 2 trường hợp :
+) TH1 : Tại catot chỉ có khí H2 do phản ứng (1)
+) TH2 : Có phản ứng (2) xảy ra
Lời giải chi tiết:
Thứ tự phản ứng trên các điện cực :
+) Catot : 2H+ + 2e → H2 (1)
2H2O + 2e → 2OH- + H2 (2)
+) Anot : 2Cl- → Cl2 + 2e (3)
2H2O → 4H+ + O2 + 4e (4)
- Điện phân t(s): nKhí = 1,344 : 22,4 = 0,06 mol
Giả sử (1) xảy ra hoàn toàn : nH2 = ½ nHCl = 0,02 mol => ne = nH+ = 0,04 mol
=> Tại Anot : nCl2 = ½ ne = 0,02 mol => nkhí = nH2 + nCl2 = 0,02 + 0,02 = 0,04 < 0,06
=> Có phản ứng (2) xảy ra.
+) Catot : 2H+ + 2e → H2 (1)
Mol 0,04 → 0,04 → 0,02
2H2O + 2e → 2OH- + H2 (2)
Mol 2x ← x
+) Anot : 2Cl- → Cl2 + 2e (3)
Mol (0,04 + 2x) = ne
=> nkhí = nH2 + nCl2 = (0,02 + x) + (0,02 + x) = 0,04 + 2x = 0,06
=> x = 0,01
=> ne = 0,04 + 2x = 0,06 mol
Điện phân t (s) thì ne = 0,06 mol
=> điện phân 2t(s) thì ne = 0,12 mol
nkhí anot = 1,12 : 22,4 = 0,05 mol
+) Anot : 2Cl- →Cl2 + 2e (3)
Mol (a + 0,04)
2H2O → 4H+ + O2 + 4e (4)
Mol 4b ← b → 4b
=> nkhí = nO2 + nCl2 = b + (0,5a + 0,02) = 0,05
Và ne = (a + 0,04) + 4b = 0,12
=> a = 0,04 ; b = 0,01
Đáp án B
Câu hỏi trước
