Điện phân dung dịch muối MSO4 (M là kim loại) với điện cực trơ cường độ dòng điện không đổi. Sau thời gian t giây thu được a mol khí ở anot. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tống số mol khí thu được ở cả hai điện cực là 2,5a mol. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%. Khí sinh ra không tan trong nước. Phát biều nào sau đây sai?
Phương pháp giải
+) tại thời điểm t (s) có a mol khí ở anot => tính số mol e trao đổi
+) tại thời điểm 2t (s), số mol e trao đổi gấp đôi trong t (s)
=> tính số mol khí thoát ra ở anot => số mol khí thoát ra ở catot và số mol M2+ phản ứng
+) Xét các đáp án
Lời giải của Tự Học 365
+) t giây
Catot: M2+ + 2e → M
2a ← 4a
Anot: H2O - 2e → 0,5O2 + 2H+
4a ← a
+) 2t giây
Điện phân trong thời gian 2t (s) thì số mol e trao đổi gấp đôi trong t (s)
=> ne trao đổi 2t = 2.4a = 8a (mol)
Anot: 2H2O - 4e → O2 + 4H+
8a → 2a → 8a
Vì tổng số mol khí thu được ở 2 điện cực là 2,5a mol => nH2 sinh ra ở catot = 2,5a – 2a = 0,5a (mol)
Catot:
M2+ + 2e → M
3,5a ← 7a
2H2O + 2e → H2 + 2OH-
a ← 0,5a → a
Vì tại thời điểm 2t (s) số mol M2+ bị điện phân là 3,5a => ở t (s) M2+ chưa bị điện phân hết => A đúng
+) Xét tại thời điểm thu được 1,8a mol khí ở anot:
Anot: H2O - 2e → 0,5O2 + 2H+
7,2a ← 1,8a
Catot:
M2+ + 2e → M
3,5a → 7a
2H2O + 2e → H2 + 2OH-
0,2a → 0,1a
=> tại thời điểm này thu được 0,1a mol khí H2 ở catot => B sai
+) Sau 2t (s) thu được ${{n}_{{{H}^{+}}}}=8\text{a}\,>{{n}_{O{{H}^{-}}}}=a$ => dung dịch thu được có pH < 7
+) D đúng, tại thời điểm 2t (s) ở catot thoát ra 0,5a mol khí H2
Đáp án cần chọn là: b
Hóa Lớp 12
