Câu 37215 - Tự Học 365
Câu hỏi Vận dụng cao

Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 và NaCl (tỉ lệ 1 : 1) bằng dòng điện một chiều có cường độ ổn định. Sau t (h), thu được dung dịch X và sau 2t (h) thu được dung dịch Y. Dung dịch X tác dụng với bột Al dư, thu được a mol khí H2. Dung dịch Y tác dụng với bột Al dư thu được 4a mol khí H2. Phát biểu nào sau đây không đúng?


Đáp án đúng: d
Luyện tập khác

Phương pháp giải

+) Giả sử: nCuSO4 = nNaCl = 2 mol

CuSO4 + 2NaCl → Cu + Cl2 + Na2SO4 (1)

2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + O2 + 2H2SO4  (2)

+) Sau t giờ thu được X có hòa tan Al nên (1) phản ứng hết, (2) đang xảy ra

+) nH2SO4=nH2

+) tính số mol e trao đổi trong t giờ theo a

+) Dung dịch Y tác dụng với Al thu được 4a mol khí H2 => nH2SO4=nH2=4a

+) Tính số mol CuSO4 phản ứng trong 2t (h) theo a

- Giả sử catot chưa sinh khí H2:

ne trong 2t giờ = 2.ne trong t giờ => a, so sánh số mol H2SO4 với số mol CuSO4 => loại TH này

Vậy sau 2t giờ, catot đã sinh H2 (u mol), CuSO4 đã hết từ trước đó

=> nCuSO4điện phân (1) + (2) = nCuSO4bđầu => nCuSO4 (2) => a

Bảo toàn electron tại catot trong 2t giờ

2.nCu+2.nH2 = 2.ne trong t giờ => u

+) Xét các đáp án

Xem lời giải

Lời giải của Tự Học 365

Vì bài toán không cho số mol cụ thể của mỗi chất nên ta giả sử: nCuSO4 = nNaCl = 2 mol

CuSO4 + 2NaCl → Cu + Cl2 + Na2SO4 (1)

Vì nCuSO4 = nNaCl = 2 mol => sau phản ứng (1) CuSO4 còn dư, NaCl hết

2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + O2 + 2H2SO4  (2)

Sau t giờ thu được X có hòa tan Al nên (1) phản ứng hết, (2) đang xảy ra; Al phản ứng với H2SO4 sinh ra khí H2

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

nH2SO4=nH2=a(mol)

Từ (1) => nCuSO4(1)=1 mol

Từ (2) => nCuSO4 (2)=a

=> ne trong t giờ = 2 + 2a

Sau 2t giờ:

Dung dịch Y tác dụng với Al thu được 4a mol khí H2 => nH2SO4=nH2=4a

Từ (2) => nCuSO4 (2)=nH2SO4=4a

=> nCuSO4 pư tổng = 1 + 4a

Nếu sau 2t giờ, catot chưa sinh khí H2 thì:

ne trong 2t giờ = 2.ne trong t giờ => 2.(1 + 4a) = 2.(2 + 2a) => a = 0,5

=> nH2SO4=2 (vô lí vì nH2SO4<nCuSO4<2)

Vậy sau 2t giờ, catot đã sinh H2 (u mol), CuSO4 đã hết từ trước đó

=> nCuSO4điện phân (1) + (2) = nCuSO4bđầu = 2 mol => nCuSO4 (2) = 2 – 1 = 1 mol

=> 4a = 1 => a = 0,25

Bảo toàn electron tại catot trong 2t giờ

2.nCu+2.nH2 = 2.ne trong t giờ => 2.2 + 2.u = 2.(2 + 2a) => u = 0,5

Tại anot: nCl2 = 1 và nO2 = 0,75 (bảo toàn electron tính O2)

=> nkhí tổng = 2,25 = 9a => A đúng

Sau 1,75t giờ: ne=1,75.(2+2a)=4,375>2.nCu2+=4 nên catot đã có khí thoát ra => B đúng

Sau 1,5t giờ thì ne=1,5.(2+2a)=3,75<2.nCu2+=4 nên Cu2+ chưa hết => C đúng

Sau 0,75t giờ thì ne=0,75.(2+2a)=1,875<nCl=2 nên Cl- chưa hết, H2O chưa bị điện phân => D sai

Đáp án cần chọn là: d

Hóa Lớp 12