Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Cu(NO3)2 và KCl vào H2O thu được dung dịch X. Điện phân dung dịch X (với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giờ thu được 1,12 lít (đktc) khí ở anot. Nếu điện phân trong thời gian 3,5t giờ thì thu được 2,8 lít khí (đktc) khí ở anot và thu được dung dịch Y. Cho 20 gam bột Fe vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và 16,4 gam hỗn hợp kim loại. Biết hiệu suất điện phân là 100%, các khí không tan trong dung dịch. Giá trị của m là
Phương pháp giải
Vì nkhí(1) . 3,5 ≠ nkhi(2) nên trường hợp 1 chỉ có khí là Cl2 còn trường hợp 2 tạo ra cả O2
Tại A : 2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Tại K : Cu+2 +2e → Cu
→ số mol Cl2 và O2 theo số mol e
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 4H2O + 2NO
Nếu dung dịch Y không có Cu2+ thì mkm loại giảm = ?
Nếu lượng giảm khác 3,6 thì dung dịch Y có Cu2+ : Fe + Cu2+ → Fe2+ +Cu
Bảo toàn Cu
Lời giải của Tự Học 365
Khi điện phân 3,5t giờ thì nkhí = 0,125 mol
Vì nkhí(1) . 3,5 ≠ nkhi(2) nên trường hợp 1 chỉ có khí là Cl2 còn trường hợp 2 tạo ra cả O2
Tại A : 2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Tại K : Cu+2 +2e → Cu
Xét trong trường hợp điện phân 3,5t giờ thì nCl2 = a mol và nO2 = b mol→ a + b = 0,125 mol
Trong t giờ ne = 2nCl2 = 2.0,05 =0,1 mol → trong 3,5 t giờ thì ne = 0,35 mol e = 2a + 4b
Giải được a = 0,075 mol; b = 0,05 mol
Bảo toàn Cl có nKCl = 2nCl2 = 0,15 mol
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 4H2O + 2NO
0,075 ← 0,2 mol
mkm loại giảm = 20 – 16,4 = 3,6 g
Nếu dung dịch Y không có Cu2+ thì mkm loại giảm = 56.0,075 = 4,2 g ≠ 3,6g nên dung dịch chứa Cu2+ dư
Fe + Cu2+ → Fe2+ +Cu
x mol x mol
→ mkm loại giảm = 20 – 16,4 = 3,6 g = 56(0,075+x) – 64x → x = 0,075 mol
Vì Y có dư Cu2+ nên phản ứng điện phân tại K chỉ có Cu → nCu = ne : 2 = 0,35 : 2 =0,175 mol
Bảo toàn Cu có nCu(NO3)2 = nCu + nCu(Y) = 0,175 + 0,075 = 0,25 mol
→ m = mKCl + mCu(NO3)2 = 0,15.74,5 + 0,25.188 = 58,175 g
Đáp án cần chọn là: b
Hóa Lớp 12
