Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp gồm CuSO4

D

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Gọi số mol của CuSO₄ và NaCl lần lượt là x và 3x (mol)

Thứ tự điện phân các chất tại catot và anot

Tại catot:                                                               Tại anot:

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

2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂                                       2H₂O → 4H+ + O₂↑ + 4e

Vì n_Cl- = 3n_Cu2+ và chất tan thu được hòa tan được Al₂O₃ => Cl^- điện phân hết.

2 chất tan thu được là Na₂SO₄: x (mol);  NaOH: (3x – 2x) = x (mol)

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO₂ + H₂O

0,06     ← 0,03                                  (mol)

=> x = n_NaOH = 0,06 (mol)

Tại catot: Cu: 0,06 mol; n_H2 = a (mol)

Tại anot: Cl₂: 0,09 mol; n_O2 = b (mol)

\(\left\{ \begin{array}{l}\sum {{n_{e nhuong}}}  = \sum {{n_{e nhan}}} \\{m_{giam}} = {m_{Cu}} + {m_{C{l_2}}} + {m_{{H_2}}} + {m_{{O_2}}}\end{array} \right. \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a = ?}\\{b = ?}\end{array}} \right.\)

=> ∑ n_e = ? (mol)

Áp dụng CT ta có: n_e = It/F => t = ? (giờ)

Giải chi tiết:

Gọi số mol của CuSO₄ và NaCl lần lượt là x và 3x (mol)

Thứ tự điện phân các chất tại catot và anot

Tại catot:                                                               Tại anot:

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

2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂                                       2H₂O → 4H+ + O₂↑ + 4e

Vì n_Cl- = 3n_Cu2+ và chất tan thu được hòa tan được Al₂O₃ => Cl^- điện phân hết.

2 chất tan thu được là Na₂SO₄: x (mol);  NaOH: (3x – 2x) = x (mol)

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO₂ + H₂O

0,06     ← 0,03                                  (mol)

=> x = n_NaOH = 0,06 (mol)

Tại catot: Cu: 0,06 mol; n_H2 = a (mol)

Tại anot: Cl₂: 0,09 mol; n_O2 = b (mol)

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\sum {{n_{enhuong}}}  = \sum {{n_{enhan}}} }\\{{m_{giam}} = {m_{Cu}} + {m_{C{l_2}}} + {m_{{H_2}}} + {m_{{O_2}}}}\end{array}} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}0,06.2{\rm{ }} + {\rm{ }}2a{\rm{ }} = {\rm{ }}0,09.2{\rm{ }} + {\rm{ }}4b\\0,06.64{\rm{ }} + {\rm{ }}0,09.71{\rm{ }} + {\rm{ }}2a{\rm{ }} + {\rm{ }}32b{\rm{ }} = {\rm{ }}12,45\end{array} \right. \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a = 0,15}\\{b = 0,06}\end{array}} \right.\)

=> ∑ n_e = 0,06.2 + 2.0,15 = 0,42 (mol)

Áp dung CT ta có: n_e = It/F => t = 0,42.96500/2 = 20265 (s) = 5,63 (giờ) gần nhất với 5,6 giờ

Đáp án D