Câu hỏi
Điện phân dung dịch AgNO3 với điện cực trơ, cường độ dòng điện I = 2A.Sau thời gian t giây, khối lượng dung dịch giảm là a gam và catot chỉ thu được kim loại. Sau thời gian 2t giây khối lượng dung dịch giảm ( a+ 5,36) gam (biết a > 5,36) và thu được dung dịch X. Biết dung dịch X hòa tan tối đa được 3,36 gam Fe (sản phẩm khử của N+5 chỉ là NO). Coi lượng nước bay hơi trong quá trình điện phân không đáng kể, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước. giá trị của t là
- A 3860.
- B 4825.
- C 7720.
- D 5790.
Phương pháp giải:
Nếu tại 2t giây Ag+ điện phân chưa hết thì m dd giảm (2t) = 2.m dd giảm (t) = 2a (gam)
Hay 2a = a + 5,36 => a = 5,36 trái với giả thiết đề bài là a > 5,36 gam
Vậy tại 2t giây Ag+ đã bị điện phân hết, H2O đang bị điện phân
HS viết các quá trình điện phân ở các điện cực. Dựa theo khối lượng dung dịch giảm ở 2 thời điểm lập hệ phương trình và giải.
Lời giải chi tiết:
nFe = 0,06 mol
Nếu tại 2t giây Ag+ điện phân chưa hết thì m dd giảm (2t) = 2.m dd giảm (t) = 2a (gam)
Hay 2a = a + 5,36 => a = 5,36 trái với giả thiết đề bài là a > 5,36 gam
Vậy tại 2t giây Ag+ đã bị điện phân hết, H2O đang bị điện phân
*Do X hòa tan tối đa Fe nên phản ứng tạo muối Fe2+ (HS hiểu rằng khi Fe tác dụng với {H+, NO3-} sinh ra Fe3+, mà Fe3+ có thể hòa tan thêm Fe tạo Fe2+).
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
0,06 → 0,16 mol → 0,04
Như vậy dd sau đp gồm: H+ (0,16 mol) và NO3- (0,16 mol)
BTNT "N": nAgNO3 bđ = nNO3- = 0,16 mol
*Tại t (giây): Đặt ne = b (mol)
=> m dd giảm = mAg + mO2 => a = 108b + 32.0,25b (1)
*Tại 2t (giây): ne = 2b (mol)
m dd giảm = mAg + mH2 + mO2 => a + 5,36 = 0,16.108 + 2(b-0,08) + 32.0,5b (2)
Từ (1) và (2) có hệ:
\(\left\{ \begin{gathered}
a{\text{ }} = {\text{ }}108b{\text{ }} + {\text{ }}32.0,25b{\text{ }}\left( 1 \right) \hfill \\
a{\text{ }} + {\text{ }}5,36{\text{ }} = {\text{ }}0,16.108{\text{ }} + {\text{ }}2\left( {b - 0,08} \right){\text{ }} + {\text{ }}32.0,5b{\text{ }}\left( 2 \right) \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
a = 13,92 \hfill \\
b = 0,12 \hfill \\
\end{gathered} \right.\)
=> ne (t giây) = b = 0,12 mol
=> t = ne.F/I = 0,12.96500/2 = 5790 giây
Đáp án D