Điện phân dung dịch X chứa Cu(NO3)...

A

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Dựa vào đồ thị ta có:

- Tại t = a (giây):

Catot: Cu²⁺ chưa bị điện phân hết

Anot: Cl^- bị điện phân vừa hết

- Tại t = 3a (giây):

Catot: Cu²⁺ điện phân vừa hết

Anot: H₂O vẫn đang điện phân

- Tại t = 4a (giây): H₂O bị điện phân ở cả hai điện cực.

Giải chi tiết:

- Tại t = a (giây) thì:

Catot: Cu²⁺ chưa bị điện phân hết

Anot: Cl^- bị điện phân vừa hết

Cl^- → 0,5Cl₂ + 1e

2x     ←    x →   2x

⟹ n_e = 2x (mol)

- Tại t = 3a (giây): ne = 6x (mol)

Anot:

Cl^- → 0,5Cl₂ + 1e

2x     ←    x →   2x                 ⟹ n_O2 = 2x - n_Cl2 = 2x - x = x mol

H₂O → 2H⁺ + 0,5O₂ + 2e

              4x ←     x →  4x

Catot: Cu²⁺ bị điện phân vừa hết

Cu²⁺ + 2e → Cu

  3x ← 6x

- Tại t = 4a (giây): n _e = 4.2x = 8x (mol)

Anot:

Cl^- → 0,5Cl₂ + 1e

2x     ←    x →   2x                

H₂O → 2H⁺ + 0,5O₂ + 2e

              6x ← 1,5x →  6x

Catot: Cu²⁺ bị điện phân vừa hết

Cu²⁺ + 2e → Cu

  3x ← 6x

H₂O + 1e → OH^- + 0,5H₂

           2x        →        x

⟹ n _khí = n_H2 + n_Cl2 + n_O2 ⟹ x + x + 1,5x = 7,84/22,4 ⟹ x = 0,1

⟹ n_{Cu2+ bđ} = 3x = 0,3 mol; n_Cl- = 2x = 0,2 mol

- Tại t = 2,5a giây: n_e = 2,5.2x = 0,5 mol

Catot:

Cu²⁺      +    2e → Cu

0,25_{dư 0,05} ← 0,5

Anot:

Cl^- → 0,5Cl₂ + 1e

0,2               → 0,2

H₂O → 2H⁺ + 0,5O₂ + 2e

             0,3 ←              0,3

Vậy dd sau điện phân gồm: Cu²⁺ (0,05 mol), Na⁺ (0,2 mol), H⁺ (0,3 mol) và NO₃^- (0,6 mol)

Cho dd sau điện phân tác dụng Fe dư nên tạo Fe²⁺:

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

0,1125 ← 0,3

Fe   +   Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

0,05 ← 0,05

⟹ m_Fe = (0,1125 + 0,05).56 = 9,1 gam.