Điện phân 1 lít dung dịch X gồm Cu(NO­3...

C

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Viết các bán phản ứng tại 2 điện cực; bảo toàn electron; bảo toàn điện tích

CT e trao đổi: n_e = It/F.

Giải chi tiết:

Dung dịch X  chứa: 0,6 mol Cu²⁺; 0,4 mol Fe³⁺; 1,2 mol Cl^-; 1,2 mol NO₃^-

- Tại anot:

Ta thấy: n_{Cl2 max} (= 0,6 mol) < n_khí (= 0,8 mol)

⇒ Ở anot còn sinh ra O₂

⇒ Khí sinh ra ở anot gồm 0,6 mol Cl₂ và 0,2 mol O₂

Cl^- → 0,5 Cl₂ + 1e

           0,6 →    1,2

H₂O → 2H⁺ + 0,5 O₂ + 2e

                         0,2 →  0,8

⇒ n_e = 1,2 + 0,8 = 2 mol

- Tại catot thì thứ tự điện phân là: Fe³⁺ → Cu²⁺ → Fe²⁺ → H₂O

Đặt n_e = 2 mol vào các bán phản ứng điện phân:

Fe³⁺ + 1e       →   Fe²⁺

0,4 → 0,4_{còn 1,6} → 0,4

Cu²⁺    + 2e       →     Cu

0,6 →     1,2_{còn 0,4} →  0,6

Fe²⁺ + 2e → Fe

0,2 ← 0,4 → 0,2

⇒ n_{Fe dư} = 0,4 - 0,2 = 0,2 mol

Vậy dung dịch sau điện phân có chứa 0,2 mol Fe²⁺; 1,2 mol NO₃^-; H⁺

BTĐT ⇒ n_H+ = n_NO3- - 2n_Fe2+ = 1,2 - 2.0,2 = 0,8 mol

Lấy catot ra khỏi bình điện phân và khuấy đều sẽ có phản ứng:

3Fe²⁺ + 4H⁺ + NO₃^- → 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

0,2    →                                    0,2/3 (mol)

Sự chênh lệch khối lượng dung dịch đầu (dd X) và khối lượng dd sau (dd Y) chính là khối lượng của các chất tách ra khỏi dung dịch:

⇒ m_X – m_Y = m_Cu + m_Fe + m_O2 + m_Cl2 + m_NO 

                    = 0,6.64 + 0,2.56 + 0,2.32 + 0,6.71 + 30.(0,2/3)

                    = 100,6g

Đáp án C