Điện phân( với điện cực trơ, có màng ngăn) dung dị...

A

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Công thức : \({n_{e\,trao\,doi}} = \dfrac{{It}}{F} = ?(mol)\)

Tại catot xảy ra quá trình oxi hóa Cu²⁺                                              Tại anot xảy ra quá trình oxi hóa Cl^-, H₂O

Cu²⁺ +2e → Cu                                                                                    2Cl^- → Cl₂ + 2e

                                                                                                               a     → 0,5a      → 2a   (mol)

                                                                                                             2H₂O → O₂    + 4H⁺  + 4e

                                                                                                                b    → 0,5b → 2b  → 2b (mol)

Vì dung dịch sau phản ứng tác dụng được với Fe và rắn thu được gồm 2 kim loại => Cu²⁺ còn dư sau quá trình điện phân. Và có khí NO thoát ra => tại anot H₂O bị điện phân để sinh ra H⁺

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{n_e} = a + 2b = 0,6}\\{{n_{khi}} = 0,5a + 0,5b = 0,2}\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a = ?}\\{b = ?}\end{array}} \right.\)

Vì Fe dư sau phản ứng nên Fe chỉ lên số oxi hóa +2; gọi số mol Cu²⁺ dư là x (mol)

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Fe²⁺ + 2NO + 4H₂O

Fe + Cu²⁺ →  Fe²⁺ + Cu↓

Khối lượng kim loại giảm: ∆ giảm = m_Fe phản ứng – m_{Cu sinh ra}

=> x = ? (mol)

=> n_{Cu2+ bđ} = n_{Cu2+ đp} + n_{Cu2+ dư} = ? (mol)

=> m = m_Cu(NO3)2 + m_NaCl = ? (g)

Giải chi tiết:

I = 2,68 A; t = 6h ; n_Khí = 4,48/22,4 = 0,2 (mol)

\({n_{e\,trao\,doi}} = \dfrac{{It}}{F} = \dfrac{{2,68.6 \times 60 \times 60}}{{96500}} = 0,6\,(mol)\) 

Tại catot xảy ra quá trình oxi hóa Cu²⁺                                              Tại anot xảy ra quá trình oxi hóa Cl^-, H₂O

Cu²⁺ +2e → Cu                                                                                    2Cl^- → Cl₂ + 2e

                                                                                                               a     → 0,5a      → 2a   (mol)

                                                                                                             2H₂O → O₂    + 4H⁺  + 4e

                                                                                                                b    → 0,5b → 2b  → 2b (mol)

Vì dung dịch sau phản ứng tác dụng được với Fe và rắn thu được gồm 2 kim loại => Cu²⁺ còn dư sau quá trình điện phân. Và có khí NO thoát ra => tại anot H₂O bị điện phân để sinh ra H⁺ 

\(\left\{ \begin{array}{l}{n_e} = a + 2b = 0,6\\{n_{khi}} = 0,5a + 0,5b = 0,2\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 0,2  (mol)\\b = 0,2 (mol)\end{array} \right.\)

=> n_H+ = 2b = 0,4 (mol)

Vì Fe dư sau phản ứng nên Fe chỉ lên số oxi hóa +2; gọi số mol Cu²⁺ dư là x (mol)

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Fe²⁺ + 2NO + 4H₂O

0,15 ← 0,4                                                       (mol)

Fe + Cu²⁺ →  Fe²⁺ + Cu↓

x ← x                    → x                                    (mol)

Khối lượng kim loại giảm: ∆ giảm = m_Fe phản ứng – m_{Cu sinh ra}

=> (20 – 12,4) = 0,15 + x).56 – 64x

=> x = 0,1 (mol)

=> n_{Cu2+ bđ} = n_{Cu2+ đp} + n_{Cu2+ dư} = 0,6/2 + 0,1 = 0,4 (mol)

=> m = m_Cu(NO3)2 + m_NaCl = 0,4. 188 + 0,2. 58,5 = 86,9 (g)

Đáp án A