Đáp án đúng là: B

Quá trình điện phân:

Catot (-): Cu²⁺, K⁺, H₂O

Anot (+): NO3−, Cl^-, H₂O

Cu²⁺ + 2e → Cu

x 2x x (mol)

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

(0,04-2x) (mol)

2Cl^- → Cl₂ + 2e

0,04 0,02 0,04 (mol)

2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e

Số mol e trao đổi trong thời gian 1930 giây là:

n_e(TĐ) = ItF=2×193096500 = 0,04 (mol).

Gọi nCuSO4 = x (mol) → n_KCl = 5x (mol).

n_e(TĐ) = 2x + 2= 0,04 → nH2 = (0,02 – x) (mol).

Hỗn hợp khí gồm H₂ và Cl₂ có tỉ khối so với H₂ là 24.

→ Áp dụng quy tắc đường chéo:

nH2nCl2=71−4848−2=12 → 0,02−x0,02=12 → x = 0,01.

→ nCuSO4 = 0,01 (mol); n_KCl = 0,05 (mol).

Khi điện phân t giây:

Catot (-): Cu²⁺, K⁺, H₂O

Anot (+): NO3− , Cl^-, H₂O

Cu²⁺ + 2e → Cu

0,01 0,02 0,01 (mol)

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

2a 2a a

2Cl^-→ Cl₂ + 2e

0,05 0,025 0,05 (mol)

2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e

2 b 4b

Nếu điện phân hoàn toàn:

m_Cu + mCl2 = 0,01×64 + 0,025×71 = 2,415 (gam) < 2,715 (gam).

→ Có H₂O tham gia điện phân.

Gọi số mol H₂ và O₂ sinh ra ở các điện cực lần lượt là a, b (mol).

Bảo toàn e: n_{e TĐ(-)} = n_{e TĐ(+)}→ 0,02 + 2a = 0,05 + 4b (*).

m_{dd giảm} = m_Cu + mCl2 + mH2 + mO2

→ 0,01×64 + 0,025×71 + 2a + 32b = 2,715 (**)

Từ (*) và (**), suy ra: a = 0,03; b = 0,0075.

→ n_eTĐ = ItF →0,02 + 2a = 2×t96500 → t = 3860 (giây).

Cho m gam bột Fe tác dụng hoàn toàn với một lượng dư dung dịch CuSO4 thu được 9,6 gam Cu.