Điện phân 1 lit dung dịch có chứa 18,8 gam Cu(NO

D

- Hướng dẫn giải

Số mol Cu(NO₃)₂ và KCl lần lượt là 0,1 và 0,4 mol

Tại catot lần lượt xảy ra các quá trình: (1) Cu²⁺ +2e → Cu

(2) 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

Tại anot lần lượt xảy ra các quá trình: (a) 2Cl^- →Cl₂ + 2e

(b) 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

Nhận xét: trong số các ion do muối điện li ra chỉ có Cu²⁺ và Cl^- bị điện phân ở các điện cực.

Nếu Cu²⁺ và Cl^- bị điện phân hết, tổng khối lượng dung dịch giảm:

(0,1.64 + 0,4.35,5) = 20,6 (gam) < 34,3 gam

⇒ Cu²⁺ và Cl^- bị điện phân hết, nước tham gia phản ứng ở cả 2 điện cực

Gọi mol H₂ thoát ra ở catot là x, mol O₂ thoát ra ở anot là y. Ta có:

 Tại catot:

Cu²⁺ + 2e → Cu

0,1        0,2      0,1

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

              2x      x          2x

Tại anot:

2Cl^- → Cl₂ + 2e

0,4         0,2    0,4

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

                4y        y       4y

Bảo toàn e: 0,2 + 2x = 0,4 + 4y (1)

Tổng khối lượng giảm: 64.0,1 + 2x + 71.0,2 = 34,3 (2)

Giải hệ phương trình (1)và (2) ta được: x = 0,85; y = 0,375

Sau khi điện phân trong dung dịch có:

K⁺ (0,4 mol); NO₃^- ( 0,2 mol); OH^- ( 2.0,85 = 1,7 mol); H⁺(4.0,375 = 1,5 mol)

H⁺   + HO^-  →  H₂O

1,5       1,5

Sau phản ứng trên còn dư 0,2 mol OH^-

⇒ Dung dịch cuối cùng có K⁺( 0,4 mol); NO₃^- ( 0,2 mol); OH^-( 0,2 mol)

⇒ Có 0,2 mol KNO₃ và 0,2 mol KOH

Nồng độ các chất còn lại trong dung dịch là: KNO₃ 0,2 M; KOH 0,2 M