Điện phân 600 ml dung dịch X chứa đồng thời NaCl 0,5M và CuSO4 a mol/l (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước) đến khi thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 24,25 gam so với khối lượng dung dịch X ban đầu thì ngừng điện phân. Nhúng một thanh sắt nặng 150 gam vào dung dịch Y đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lấy thanh kim loại ra, rửa sạch, làm khô cân được 150,4 gam(giả thiết toàn bộ lượng kim loại tạo thành đều bám hết vào thanh sắt và không có sản phẩm khử của S+6 sinh ra). giá trị của a là
Phương pháp giải
Viết các bán phản ứng xảy ra tại catot, anot
Dùng bảo toàn e đối với quá trình điện phân
Tăng giảm khối lượng đối với dd Y + Fe
Lời giải của Tự Học 365
Dung dịch Y thu được tác dụng với thanh Fe làm cho thanh Fe tăng khối lượng nên Y có Cu2+ dư
Xét phản ứng điện phân dung dịch X
Tại K (-): Cu+2 + 2e → Cu
Tại A (+) : 2Cl - → Cl2 + 2e
nNaCl = 0,6.0,5=0,3 mol
Giả sử Cl- điện phân hết thì nCu = =0,15 mol
→ mdd giảm = mCu + mCl2 = 0,15.64 + 0,3.35,5 = 20,25 < 24,25 => vô lí
→ tại A xảy ra thêm phản ứng sau: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
y → 4y → 4y (mol)
→ nCu phản ứng =
→ mdung dịch giảm = mCu + mCl2 + mO2
=> 64. (0,15+2y) + 0,15.71 + 32y = 24,25
=> y = 0,025 (mol)
Dung dịch Y chứa: H+: 0,1 (mol); Cu2+ dư: z (mol) ; SO42-, Na+
Xét dung dịch Y phản ứng vói Fe
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu↓
z ← z → z (mol)
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2↑
0,05 ←0,1 (mol)
Khối lượng kim loại tăng = mCu - mFe pư
=> 150,04 -150 = 64z - (z + 0,05).56
=> z = 0,4
=> nCu2+ ban đầu = 0,15 + 2y+ z = 0,15 + 2.0,025 + 0,4 = 0,6 (mol)
→ a = 0,6 : 0,6 = 1M
Đáp án cần chọn là: a
Hóa Lớp 12
