Cho hai bình điện phân, bình (1) đựng 20 ml dung dịch NaOH 1,73M; bình (2) đựng dung dịch gồm 0,225 mol Cu(NO3)2 và 0,2 mol HCl. Mắc nối tiếp bình (1) và bình (2). Điện phân các dung dịch bằng dòng điện một chiều với cường độ dòng điện không đổi một thời gian. Khi dừng điện phân, tháo ngay catot ở các bình. Sau phản ứng thấy nồng độ NaOH ở bình (1) là 2M, Cho tiếp 14 gam bột Fe vào bình (2) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn không tan. Biết NO là sản phẩm khử duy nhất N+5, khối lượng riêng của nước là 1 g/ml. Giá trị m là:
Phương pháp giải
+) Sau khi x mol H2O bị điện phân thì thể tích dung dịch còn lại là 20-18x (ml)
+) Từ nồng độ của NaOH => tính x
=> ne trao đổi
Bình 2:
+) từ số mol e trao đổi => tính Cu2+ còn dư và số mol H+ tạo thành
Khi cho 0,25 mol Fe vào xảy ra 2 phản ứng:
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
+) tính số mol các chất rắn thu được theo 2 PT trên
Lời giải của Tự Học 365
+ Bình 1: nNaOH = 0,0346 mol
Sau khi x mol H2O bị điện phân thì thể tích dung dịch còn lại là 20-18x (ml)
=> \({{C}_{M}}=\frac{0,0346}{\frac{20-18x}{1000}}=2\) => x = 0,15
=> ne = 2x = 0,3
Bình 2:
Tại catot:
Cu2+ + 2e → Cu
0,15.....0,3
Cu2+ dư 0,225 - 0,15 = 0,075 mol
Tại anot:
2Cl- - 2e → Cl2
0,2→0,2
2H2O – 4e → O2 + 4H+
0,1 → 0,1
Dung dịch trong bình 2 sau điện phân gồm: Cu2+ (0,075 mol); H+: (0,2 + 0,1 = 0,3 mol)
Khi cho 0,25 mol Fe vào:
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
Bđ: 0,25 0,3 0,45
Pư: 0,1125 ← 0,3 → 0,075
Sau: 0,1375
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Bđ: 0,1375 0,075
Pư: 0,075 ← 0,075 → 0,075
Sau:0,0625 0,075
=> m chất rắn = 0,0625.56 + 0,075.64 = 8,3 gam
Đáp án cần chọn là: c
Hóa Lớp 12
