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?
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
+)
+) tính số mol e trao đổi trong t giờ theo a
+) Dung dịch Y tác dụng với Al thu được 4a mol khí H2 =>
+) 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
=> điện phân (1) + (2) = bđầu => (2) => a
Bảo toàn electron tại catot trong 2t giờ
= 2.ne trong t giờ => u
+) Xét các đáp án
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
Từ (1) =>
Từ (2) =>
=> ne trong t giờ = 2 + 2a
Sau 2t giờ:
Dung dịch Y tác dụng với Al thu được 4a mol khí H2 =>
Từ (2) =>
=> 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
=> (vô lí vì )
Vậy sau 2t giờ, catot đã sinh H2 (u mol), CuSO4 đã hết từ trước đó
=> điện phân (1) + (2) = bđầu = 2 mol => (2) = 2 – 1 = 1 mol
=> 4a = 1 => a = 0,25
Bảo toàn electron tại catot trong 2t giờ
= 2.ne trong t giờ => 2.2 + 2.u = 2.(2 + 2a) => u = 0,5
Tại anot: = 1 và = 0,75 (bảo toàn electron tính O2)
=> nkhí tổng = 2,25 = 9a => A đúng
Sau 1,75t giờ: nên catot đã có khí thoát ra => B đúng
Sau 1,5t giờ thì nên Cu2+ chưa hết => C đúng
Sau 0,75t giờ thì nên Cl- chưa hết, H2O chưa bị điện phân => D sai
Đáp án cần chọn là: d
Hóa Lớp 12