Câu hỏi
Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn) dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 và NaCl (trong đó số mol NaCl gấp 4 lần số mol CuSO4) bằng dòng điện một chiều có cường độ ổn định. Sau t (h), thu được dung dịch X và sau 2t (h), thu được dung dịch Y. Dung dịch X tác dụng với bột Al dư, thu được 1,5a mol khí H2. Dung dịch Y tác dụng với bột Al dư, thu được 12a mol khí H2. Biết hiệu suất điện phân 100%, các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các khí sinh ra không hòa tan vào nước. Phát biểu nào dưới đây đúng?
- A Tại thời điểm 0,85t (h), tại catot đã có khí thoát ra.
- B Tại thời điểm 2t (h), tổng số mol khí thoát ra ở hai cực là 13a mol.
- C Tại thời điểm 1,8t (h), mol khí O2 thoát ra ở anot là 0,05a mol.
- D Tại thời điểm t (h), mol khí thoát ra ở anot là 5a mol.
Phương pháp giải:
Nắm được các phản ứng điện phân ở các điện cực.
Lời giải chi tiết:
Đặt nCuSO4 = x mol và nNaCl = 4x mol
(Giả sử a = 1)
- Do khi cho Y tác dụng với Al thu được nhiều khí hơn cho X tác dụng với Al dư nên suy ra tại t (h):
- Tại 2t (h): ne(2t) = 2ne(t) = 4x + 2 (mol) > nCl- (= 4x) => tại anot Cl- đã bị điện phân hết, H2O đang điện phân
Y chứa: Na+ (4x mol); SO42- (x mol) và OH-
BTĐT => nOH- (dd Y) = 2x (mol)
OH- → 1,5H2
2x → 3x = 12 => x = 4
=> nCu2+ = 4; nCl- = 16; ne(t) = 9
- Xét A:
ne(0,85t) = 0,85.9 = 7,65 < 2nCu2+ (= 8) => Cu2+ chưa điện phân hết => catot chưa có khí => A sai
- Xét B: ne(2t) = 18
=> n khí = 5 + 8 + 0,5 = 13,5 mol => B sai
- Xét C: ne(1,8t) = 1,8.9 = 16,2
Anot:
Cl- → 0,5Cl2 + 1e
8 ← 16
H2O → 2H+ + 0,5O2 + 2e
0,05 ← 0,2
=> nO2 = 0,05 mol => C đúng
- Xét D:
Anot:
Cl- → 0,5Cl2 + 1e
4,5 ← 9
=> nCl2 = 4,5 mol => D sai
Đáp án C
Câu hỏi trước
