C, Công thức tính: Số mol chất thu được ở điện cực: số mol =
Theo đề Số mol Cu giải phóng ra ở catot sau 9650 giđy điện phđn: nCu =
nF It = 96500 . 2 9650 . 2 = 0,1 mol Khi điện phđn hết ion Cl- chỉ mới thu được 0,06 mol Cu nín Cu2+ tiếp tục điện phđn để tạo ra 0,1 – 0,06 = 0,04 mol Cu nữạ Mă khi bín catot ion Cu2+ tiếp tục điện phđn thì bín anot do Cl- đê điện phđn hết nín H2O sẽ tiếp tục điện phđn.
Cu2+ + 2e → Cu H2O →1/2 O2 +2 H+ + 2e 0,08 ← 0,04 0,02 ←0,08 0,08 ← 0,04 0,02 ←0,08
→ Thể tích khí (đktc) thoât ra ở anot: V = VCl2 + VO2 =( 0,06 + 0,02) . 22,4 = 1,792 lít
Cđu 14:(ĐHA13) Tiến hănh điện phđn dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 vă NaCl 1M (điện cực trơ, măng ngăn xốp hiệu suất 100%) đến khi nước bắt đầu bị điện phđn ở cả hai điện cực thì ngừng điện phđn, thu được dung dịch X vă 6,72 lít khí (đktc) ở anot. Dung dịch X hòa tan tối đa 20,4g Al2O3. Giâ trị của m lă:
Ạ 23,5 B. 25,6 C. 50,4 D. 51,1
Hướng dấn
Dung dịch X hòa tan được Al2O3→ dung dịch X có môi trường bazơ hoặc axit
Trường hợp 1: dung dịch X có môi trường bazơ → ở catot có sự điện phđn của H2O vă theo đề điện phđn đến khi nước bắt đầu bị điện phđn ở cả hai điện cực thì ngừng điện phđn, chứng tỏ bín cực anot 6,72 lít khí phđn đến khi nước bắt đầu bị điện phđn ở cả hai điện cực thì ngừng điện phđn, chứng tỏ bín cực anot 6,72 lít khí (đktc) ở anot chỉ lă thể tích của Cl2 (H2O chưa điện phđn) còn bín cực catot, nước đê điện phđn.
nAl2O3 = 0,2 mol; nCl2 = 0,3 mol Na+, SO42- không tham gia điện phđn Na+, SO42- không tham gia điện phđn
( Hai quâ trình phải xảy ra song song, phải có quâ trình nhận e vă nhường e)
Catot (-) : Cu2+ , Na+, H2O Anot (+) : Cl-, SO42-, H2O
Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 0,1 ←0,2 0,2 ←(0,3-0,2)→ 0,2 0,1 ←0,2 0,2 ←(0,3-0,2)→ 0,2 2H2O + 2e → H2 + 2OH- 2Cl- → Cl2 + 2e 0,4 ←0,4 0,4 0,2 ←0,4 Al2O3 + 2OH- → 2AlO2- + H2O 0,2→ 0,4 → nNaCl = nCl- = 0,2 + 0,4 = 0,6mol → nCuSO4 = nCu2+ = 0,1 mol
→ m = mCuSO4 + mNaCl = 0,1. 160 + 0,6 . 58,5 = 51,1g → chọn D.
Do đề có đâp ân nín không xĩt trường hợp dung dịch X có môi trường axit, Nếu khi môi trường bazơ mă không có kết quả trong đâp ân, lúc đó ta sẽ xĩt trường hợp dung dịch X có môi trường axit, vă khi đó bín không có kết quả trong đâp ân, lúc đó ta sẽ xĩt trường hợp dung dịch X có môi trường axit, vă khi đó bín cực anot, H2O sẽ điện phđn vă bín cực catot H2O chưa điện phđn.
Cđu 15: (CĐ14) Điện phđn dung dịch hỗn hợp CuSO4 0,05 mol vă NaCl bằng dòng điện có cường độ không đổi 2A (điện cực trơ, măng ngăn xốp). Sau thời gian t giđy thì ngừng điện phđn, thu được dung dịch Y vă khí ở hai điện cực
có tổng thể tích lă 2,24 lít (đktc). Dung dịch Y hòa tan tối đa 0,8g MgỌ Biết hiệu suất điện phđn 100%, câc khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giâ trị của t lă: Ạ 6755 B. 772 C. 8685 D. 4825
Hướng dấn
nhh khí = 0,1 mol ; nMgO = 0,02 mol
Catot (-) : Cu2+ , Na+, H2O Anot (+) : Cl-, SO42-, H2O
Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 0,05→ 0,1 0,05 2y ← y→ 2y 0,05→ 0,1 0,05 2y ← y→ 2y 2H2O + 2e → H2 + 2OH- H2O →1/2 O2 + 2 H+ + 2e 2x ←x→ 2x 0,01+x/2 ← ( 0,04+ 2x) →( 0,04+ 2x) H+ + OH- → H2O
2x ← 2x
Dung dịch Y hòa tan tối đa 0,8g MgO : dung dịch Y có môi trường axit, khi ngừng điện phđn thu được khí ở cả 2 điện cực, chứng tỏ Cu2+ điện phđn hết, có sự điện phđn của H2O ở cả hai điện cực, vă do dung dịch Y có môi trường axit nín H+
sẽ dư
MgO + 2Hdư+ → Mg2+ + H2O 0,02→ 0,04
nhh khí = 0,1 mol → x + y + 0,01 + x/2 = 0,1 → 3x + 2y = 0,18 (1)
Theo ĐLBT e: 0,1 + 2x = 2y + 0,04+ 2x → y = 0,03 thay văo (1) → x = 0,04 → số mol e nhận = 0,1 + 2x = 0,1+ 2.0,04 = 0,18 → nenhận = F It → t = 2 96500 . 18 , 0 = 8685 giđy
( Do đề không cho số mol của Cl- bằng bao nhiíu, nín ta không chia từng giai đoạn như câch giải của câc băi tập trín được, ta chỉ biết bín cực catot có sự điện phđn của ion Cu2+ vă H2O, bín cực anot có sự điện phđn của ion Cl- vă H2O
Nhưng khi giải xong,bản chất của băi toân lă: ta có số mol của Cl- = 0,06, khi ion Cl- điện phđn hết thì ion Cu2+ mới điện phđn 0,03 mol, bín cực catot ion Cu2+ tiếp tục điện phđn 0,02 mol nữa thì bín cực anot H2O điện phđn, khi hết ion Cu2+ bín cực catot nước tiếp tục điện phđn thì bín anot nước cũng tiếp tục điện phđn (quâ trình điện phđn của H2O ở 2 điện cực) cho đến t = 8685 giđy thì ngừng điện phđn. )
Anot ( +): 2Cl- → Cl2 + 2e catot: Cu2+ + 2e → Cu 0,06→ 0,03 0,06 0,03 ←0,06 0,06→ 0,03 0,06 0,03 ←0,06 nCu2+ còn lại = 0,05 – 0,03 = 0,02 Tiếp tục H2O →1/2 O2 + 2 H+ + 2e Cu2+ + 2e → Cu 0,01 0,04 ←0,04 0,02→ 0,04 Tiếp tục H2O →1/2 O2 + 2 H+ + 2e 2H2O + 2e → H2 + 2OH- ………
Cđu 16: (ĐHA14) Điện phđn dung dịch X chứa a mol CuSO4 vă 0,2 mol KCl (điện cực trơ, măng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi). Trong thời gian t giđy, thu được 2,464 lít khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phđn lă 2t giđy thì tổng thể tích khí thu được ở cả hai điện cực lă 5,824 lít (đktc). Biết hiệu suất điện phđn lă 100%, câc khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giâ trị của a lă: Ạ 0,15 B. 0,24 C. 0,26 D. 0,18
Hướng dấn
Trong thời gian t giđy, nkhí anot = 0,11 mol; trong thời gian 2t giđy, nkhí ở 2 cực = 0,26 mol Catot (-) : Cu2+ , K+, H2O Anot (+) : Cl-, SO42-, H2O
Xĩt trong thời gian t giđy
Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 0,2→ 0,1 0,2 0,2→ 0,1 0,2
Khi điện phđn hết ion Cl- chỉ thu được 0,1 mol khí ở anot, mă theo đề trong thời gian t giđy, thu được 0,11 mol khí, nín số mol khí còn lại = 0,11 – 0,1 = 0,01 chính lă số mol O2 do khi hết ion Cl-, H2O tiếp tục điện phđn khí, nín số mol khí còn lại = 0,11 – 0,1 = 0,01 chính lă số mol O2 do khi hết ion Cl-, H2O tiếp tục điện phđn
H2O →1/2 O2 + 2 H+
+ 2e 0,01→ 0,04 → số mol e nhường trong thời gian t giđy = 0,2 + 0,04 = 0,24 mol
→ số mol e nhường trong thời gian 2t giđy = 0,24. 2 = 0,48 mol
Xĩt trong thời gian 2t giđy
Khí thu được ở cả 2 điện cực = 0,26 mol, chứng tỏ bín cực catot có sự điện phđn của H2O Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e
a mol→ 2a 0,2 → 0,1 0,2
2H2O + 2e → H2 + 2OH- H2O →1/2 O2 + 2 H+
+ 2e
0,18 ←0,09 x → 4x
ne nhường = 0,2 + 4x = 0,48 → x = 0,07 mol → nH2 = 0,26 – nCl2 – nO2 = 0,09 mol
ne nhận = ne nhường = 0,48 mol
→ 2a + 0,18 = 0,48→ a = 0,15 mol
Cđu 17:(ĐHA11) Điện phđn dung dịch gồm 7,45 gam KCl vă 28,2 gam Cu(NO3)2 (điện cực trơ, măng ngăn xốp) đến khi khối lượng dung dịch giảm đi 10,75 gam thì ngừng điện phđn (giả thiết lượng nước bay hơi không đâng kể). Tất cả câc chất tan trong dung dịch sau điện phđn lă
Ạ KNO3 vă KOH. B. KNO3, KCl vă KOH.
C. KNO3 vă Cu(NO3)2. D. KNO3, HNO3 vă Cu(NO3)2
Hướng dấn
nKCl = 0,1 mol; nCu(NO3)2= 0,15 mol
Catot (-) : Cu2+ , K+, H2O Anot (+) : Cl-, NO3-, H2O Cu2+ + 2e Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 0,05 ← 0,1 → 0,05 0,1→ 0,05 0,1 Âp dụng định luật bảo toăn e: số mol e do ion Cl- nhường bằng số mol e do Cu2+ nhận
Khối lượng dung dịch giảm chính lă do tạo ra Cu vă Cl2, khi điện phđn hết 0,1 mol ion Cl- thì ion Cu2+ mới điện phđn được 0,05 mol , khi đó khối lương dung dịch giảm = mCl2 + mCu = 0,05.71+ 0,05.64 Cu2+ mới điện phđn được 0,05 mol , khi đó khối lương dung dịch giảm = mCl2 + mCu = 0,05.71+ 0,05.64 = 6,75g < 10,75g theo đề, nín bín cực catot ion Cu2+ tiếp tục điện phđn vă bín cực anot H2O điện phđn. nCu2+ còn lại = 0,15 – 0,05 = 0,1 mol