Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4; 0,12 mol Fe2(SO4)3 và 0,44 mol NaCl bằng dòng điện có cường độ 2 ampe. Thể tích khí (đktc) thoát ra ở anoot sau 26055 giây điện phân là:
A. 5,936 lít
B. 9,856 lít
C. 5,488 lit
D. 4,928 lit
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án C
Trong dung dịch ban đầu có 0,4 mol Fe 3 + , 0,2 mol Cu 2 + , 0,4 mol Cl - và các ion khác không tham gia phản ứng điện phân
- Khi catot tăng 12,8 gam, tức là Cu2+ vừa hết, phản ứng (2) vừa kết thúc. Khi đó dung dịch chỉ có màu trắng xanh của Fe2+ nên phương án A sai
- Khi khối lượng catot tăng lên 6,4 gam, tức là đã có 0,1 mol Cu2+ bị điện phân. Vậy phản ứng (1) đã xảy ra hết, phản ứng (2) xảy ra một phần
Áp dụng công thức : q = ∑ n i z i F
Trong đó ni là số mol chất i (phân tử hoặc ion) bị điện phân, zi là số e của chất i trao đổi ở điện cực
Ta có: q = (0,4.1 + 0,1.2).96500= 57900 (C)
Phương án B sai
- Khi có 4,48 lít khí thoát ra ở anot, tức là có 0,2 mol khí thoát ra suy ra phản ứng (a) xảy ra hoàn toàn và vừa đủ. Tại anot có 0,4 mol e trao đổi
Đông thời tại catot phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn và vừa đủ. Chưa có kim loại kết tủa trên điện cực. Phương án C đúng
- Khi có khí bắt đầu thoát ra ở catot tức là các phản ứng (1) (2) (3 ) (4) đã xảy ra hoàn toàn. Số e trao đổi ở catot là 1,4 mol.
Tại anot, phản ứng (a) đã xảy ra hoàn toàn và có 0,4 mol e đã tiêu thụ trong phản ứng (a), sinh ra 0,2 mol Clo
Số e tiêu thụ cho phản ứng (b) sẽ là 1 mol. Vậy có 0,25 mol khí oxi sinh ra.
Tổng số mol khí sinh ra tại anot trong trường hợp này là 10,08 lít. Phương án D sai
Đáp án C
CuSO4 : a mol
KCl : 0,2 mol
n khí (+) = 2,464 : 22,4 = 0,11 mol (t giây)
Dung dịch điện phân có Cu2+, Cl- nên giai đoạn đầu điện phân H2O chưa bị điện phân.
Tại cực (+) 2Cl− →Cl2 + 2e
0,2 →0,1 0,2 mol
nCl2 = 0,1 < 0,11
Vậy trong thời gian t giây ở (+), H2O đã bị điện phân.
2H2O → O2 + 4e + 4H+
0,01 →0,04
⇒nO2 = 0,11−0,1=0,01 mol
Ta có n e- nhường trong t (giây) = 0,2 + 0,04 = 0,24 mol
Vậy trong thời gian 2t (giây) ne- (nhường, nhận) = 0,24 × 2 = 0,48 mol
⇒ trong t (giây) kế tiếp ở (+) H2O đã điện phân tiếp.
2H2O→O2 + 4e + 4H+
0,06← 0,24
⇒ n khí (+) = 0,1 + 0,01 + 0,06 = 0,17 mol
∑n(↑) ở 2 cực trong 2t (giây) = 5,824 : 22,4= 0,26 mol
⇒ ở cực (-) Cu2+ đã hết và H2O đã bị khử thoát H2.
⇒nH2 = 0,26−0,17 = 0,09 mol⇒nH2 = 0,26−0,17 = 0,09 mol
(−)Cu+2 + 2e →Cu
a→ 2a
2H2O + 2e → H2 + 2OH−
0,18←0,09
Ta có: 2a + 0,18 = 0,48 ⇔ 2a = 0,03 ⇒ a = 0,15
Đáp án C