Tổng giá trị (x + y + z) bằng 1,56.
Thời điểm 2t giây dung dịch không hòa tan được Al2O3 nên không chứa H+ hoặc OH- nhưng tới 3t giây thì dung dịch lại hòa tan được Al2O3 → Lúc 2t giây phải có NaCl dư.
Vì 0,66 > 0,24.2 nên lúc 2t giây catot đã có H2.
TH1: Lúc t giây chưa có H2.
nAl2O3 = 0,06 → nH2SO4 = y = 0,06.3 = 0,18
Lúc 2t giây: nCl2 = 0,24.2 = 0,48 → nH2 = 0,66 – 0,48 = 0,18
Bảo toàn electron: 2nCl2 = 2nCu + 2nH2 → nCu = x = 0,3
Lúc 3t giây: nOH- = 2nAl2O3 = 0,12
Dung dịch chứa SO42- (x + y = 0,48), Na+ (z), OH- (0,12), bảo toàn điện tích → z = 1,08
ne trong 3t giây = 0,24.2.3 = 1,44 → Các khí lúc 3t giây gồm Cl2 (z/2 = 0,54), O2 (0,09), H2 (0,42): Thỏa mãn tổng mol khí là 1,05 nên trường hợp này đúng.
→ x + y + z = 1,56
TH2: Lúc t giây đã có H2.
nAl2O3 = 0,06 → nH+ lúc t giây = 0,36
→ nH2 = y – 0,18 → nCl2 = 0,24 – nH2 = 0,42 – y
Bảo toàn electron lúc t giây: 2x + 2(y – 0,18) = 2(0,42 – y) (1)
Từ t đến 2t thoát ra nH2 = nCl2 = 0,42 – y
→ 2(0,42 – y) = 0,66 – 0,24 → y = 0,21
(1) → x = 0,18 → nH2 = 0: Loại
Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO4, y mol H2SO4 và z mol NaCl (với điện cực
Xuất bản: 13/07/2022 - Cập nhật: 18/08/2023 - Tác giả: Chu Huyền
Câu Hỏi:
| Thí nghiệm 1 | Thí nghiệm 2 | Thí nghiệm 3 | |
| Thời gian điện phân (giây) | t | 2t | 3t |
| Lượng khi sinh ra từ bình điện phân (mol) | 0,24 | 0,66 | 1,05 |
| Khối lượng Al2O3 bị hòa tan tối đa (gam) | 6,12 | 6,12 |
Biết: tại catot ion Cu2+ điện phân hết thành Cu trước khi ion H+ điện phân tạo thành khí H2; cường độ dòng điện bằng nhau và không đổi trong các thí nghiệm trên. Tổng giá trị (x + y + z) bằng
Đáp án và lời giải
Cơ sở của phương pháp điện phân dung dịch là khử ion kim loại trong dung dịch bằng dòng điện một chiều.
Điện phân (với các điện cực trơ) NaOH nóng chảy, sản phẩm thu được tại anot là O2 và H2O.
Quá trình xảy ra ở catot là: Na+ + e → Na.
Phản ứng điện phân: NaOH → Na + O2 + H2O
Giá trị của (x + y + z) là: 1,0.
Giải thích chi tiết:
Lúc 2t Cu2+ chưa bị điện phân hết nên catot không có H2.
Khi thời gian tăng gấp đôi nhưng khí không tăng gấp đôi (0,325/0,2 < 2) nên lúc 2t đã có O2.
nAl = 0,06; nH2 = 0,06 → Y có Cu2+ dư
Bảo toàn electron: 3nAl = 2nH2 + 2nCu2+ dư
→ nCu2+ dư = 0,03
nH+ = 2nH2 = 4nO2 → nO2 = 0,03
X gồm Cl2 (x) và O2 (0,03)
→ mX = 71x + 0,03.32 = 25,75.2(x + 0,03)
→ x = 0,03
Bảo toàn electron → 2nCu(catot) = 2nCl2 + 4nO2
Giá trị của t là
Giá trị của t là 8685s.
Trong 1544 giây: nCu = nCl2 = a
—> m giảm = 64a + 71a = 5,4 —> a = 0,04
—> m = 64a = 2,56
ne trong 1544s = 2nCu = 0,08 (1)
Trong 4632 giây: nCu = 3a = 0,12; nCl2 = u và nO2 = v
m giảm = 0,12.64 + 71u + 32v = 15,1
Bảo toàn electron —> 0,12.2 = 2u + 4v
Trong các dung dịch điện phân, các ion mang điện tích âm là gốc axit và gốc bazơ. Gốc kim loại và ion H+ mang điện dương.
Nhắc lại: Sự điện phân là quá trình oxi hóa – khử xảy ra ở bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li.
- Điện phân dung dịch X với điện cực trơ, dòng điện một chiều sau t giây thu được 0,896 lít khí (đktc) ở anot và dung dịch X. Cho Fe vào dung dịch X thấy khối lượng thanh Fe giảm 0,6 gam.
Phát biểu sai là: Tại thời điểm 1,8t giây thì thể tích khí (đktc) ở anot là 1,232 lít.
Giải thích:
Khối lượng thanh Fe giảm nên dung dịch sau điện phân phải có H+.
Trong t giây, tại anot: nCl2 = u và nO2 = v
→ u + v = 0,04 (1)
Tại catot: nCu = u + 2v
nH+= 4nO2 → nNO = nH+/4 = v
nCu2+dư = p, bảo toàn electron → nFe phản ứng = p + 1,5v
Số phát biểu đúng là 4.
Giải thích:
nCuSO4 = nNaCl = 2 (Tự chọn lượng chất)
CuSO4 + 2NaCl → Cu + Cl2 + Na2SO4 (1)
CuSO4 + H2O → Cu + 1/2O2 + H2SO4 (2)
Sau t giờ thu được X có hòa tan Al nên (1) xong, (2) đang xảy ra.
(1) → nCuSO4 phản ứng ở (1) = 1
(2) → nCuSO4 phản ứng ở (2) = a
Vậy điện phân dung dịch CuSO4 trong thời gian 1930 giây, thu được 1,92 gam Cu ở catot (chưa thấy có khí thoát ra ở catot). Với hiệu suất quá trình điện phân là 80%, cường độ dòng điện chạy qua dung dịch điện phân là 3,75 ampe.