De kiem tra 11 2018 2019 mã 428 Chinh 26/12/2018 Điện phân hỗn hợp mã 224 2022 (Đề 2022 mã 224) Câu 74 Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO4, y mol H2SO4 và z mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn x[.]
Điện phân hỗn hợp mã 224 - 2022 (Đề 2022 mã 224) Câu 74 Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO 4, y mol H2SO4 z mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%) Lượng khí sinh từ trình điện phân khối lượng Al2O3 bị hịa tan tối đa dung dịch sau điện phân ứng với thí nghiệm cho bảng đây: Thí nghiệm Thời gian điện phân (giây) Thí nghiệm Thí nghiệm t 2t 3t Lượng sinh từ bình điện phân (mol) 0,24 0,66 1,05 Khối lượng Al2O3 bị hòa tan tối đa (gam) 6,12 6,12 Biết: catot ion Cu2+ điện phân hết thành Cu trước ion H + điện phân tạo thành khí H 2; cường độ dịng điện khơng đổi thí nghiệm Tổng giá trị (x + y + z) A 1,84 B 1,56 C 1,82 D 1,60 Giải: Dạng điện phân hỗn hợp Phương trình phân li: CuSO4 Cu2+ + SO42 H2SO4 2H+ + SO42 NaCl Na+ + Cl H2O H+ + OH Thứ tự điện phân catot (cực âm) Thứ tự điện phân anot (cực dương) Cu + 2e Cu 2Cl Cl2 + 2e hết ion Cu2+, ion H+ điện phân: 2H+ + 2e H2 hết ion H+, xảy khử nước: hết ion Cl, xảy oxi hoá nước: 2H2O + 2e H2 + 2OH 2H2O O2 + 4H+ + 4e Nhận xét: Số mol eletron thí nghiệm 1, 1ne, 2ne 3ne Số mol Al2O3 0,06 mol *Kết thúc thí nghiệm 1, dung dịch hịa tan Al2O3, dung dịch có ion H+ (của H2SO4 ban đầu) Số mol H+ tính theo phương trình: Al2O3 + 6H+ 2Al3+ + 3H2O (mol) 0,06 0,36 *Kết thúc thí nghiệm 2, dung dịch khơng hịa tan Al2O3, mơi trường trung tính (trong dung dịch có ion Cl, Na+, SO42) *Kết thúc thí nghiệm 3, dung dịch hịa tan Al 2O3, dung dịch có ion OH (trong dung dịch có ion OH, Na+, SO42) Số mol OH tính theo phương trình: Al2O3 + 2OH 2AlO2 + H2O (mol) 0,06 0,12 2+ Biện luận trường hợp xảy tính tốn dựa vào số mol khí điện cực (hoặc biện luận theo số mol electron) Nếu kết thúc thí nghiệm 1, giả sử xảy phản ứng (1), ion H + dung dịch chưa phản ứng: Phương trình điện phân dạng ion: Cu2+ + 2Cl Cu + Cl2 (1) (mol) 0,24 0,48 0,24 0,24 Số mol khí Cl2 0,24 mol, số mol eletron ne = 0,48 mol Số mol H+ dung dịch 0,36 mol Điện phân tiếp dung dịch (thí nghiệm 2) Nếu Cu2+ hết, xảy phản ứng (2): 2H+ + 2Cl H2 + Cl2 (2) (mol) 0,36 0,36 0,18 0,18 Số mol khí tạo thành: (0,18 + 0,18) = 0,36 mol < (0,66 – 0,24) = 0,42 mol Vậy Cu2+ chưa điện phân hết, số mol khí Cl2 tạo theo phương trình (*) là: (0,42 – 0,36) = 0,06 mol Cu2+ + 2Cl Cu + Cl2 (*) (mol) 0,06 0,12 0,06 0,06 Điện phân tiếp dung dịch (thí nghiệm 3) Nếu Cl điện phân hết, giả sử xảy phản ứng (3): 2Cl + 2H2O 2OH + H2 + Cl2 (3) (mol) 0,12 0,12 0,06 0,06 Số mol khí tạo thành: (0,06 + 0,06) = 0,12 mol < (1,05 – 0,66) = 0,39 mol Vậy H2O bị điện phân tạo khí H2 O2 Số mol hỗn hợp khí (H2, O2) là: (0,39 – 0,12) = 0,27 mol Số mol H2 0,18 mol, số mol O2 0,09 mol Phương trình trình điện phân H2O (**): 2H2O 2H2 + O2 (**) (mol) 0,18 0,09 Số mol chất ban đầu: CuSO4 (0,24 + 0,06) = 0,30 mol ; H2SO4 0,18 mol ; NaCl (0,48 + 0,36 + 0,12 + 0,12) = 1,08 mol (x +y + z) = 0,30 + 0,18 + 1,08 = 1,56 mol