Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 và KC1 bằng điện cực trơ

38/40

Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO₄ và KC1 bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi I = 5A. Sau thời gian t giây, thấy khối lượng dung dịch giảm 16,85 gam. Nhúng thanh Mg (dư) vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thấy thoát ra 3,584 lít khí H₂ (đktc); cân lại thanh Mg thấy khối lượng giảm 1,44 gam. Giả sử kim loại sinh ra đều bám trên thanh Mg. Phát biểu nào sau đây đúng?

Giá trị của m là 33,91 gam

Nếu thời gian điện phân là 9264 giây, nước bắt đầu điện phân ở cả hai cực

Nếu thời gian điện phân là 10036 giây, khối lượng catot tăng 16,64 gam

Nếu thòi gian điện phân là 9843 giây, số mol khí thoát ra ở hai điện cực là 0,1475 mol

Giải thích

Chọn đáp án D

Vì nhúng Mg vào dung dịch sau điện phân có H₂ sinh ra Þ Có H⁺

Nếu dung dịch sau điện phân không có Cu²⁺ thì mThanh Mg giảm = 0,16x24 = 3,84 gam

Þ Cu²⁺ chưa bị điện phân hết

nH₂ = 0,16 Þ nO₂ ở anot = 0,16/2 = 0,08

Đặt nCu bị điện phân là x => nCl₂ = x - 0,08x2 = x - 0,16

Þ 16,85 = 64x + 71x(x - 0,16) + 32x0,08 => x = 0,19

Đặt nCu²⁺ còn dư là y Þ nCu bám vào thanh Mg = 64y Þ nMg phản ứng = y + 0,16

Þ 1,44 = 24x(y + 0,16) - 64y Þ y = 0,06

BTNT.Cl Þ nKCl ban đầu = (0,19 - 0,16)x2 = 0,06

BTNT.Cu Þ nCuSO₄ = x + y = 0,25

Vậy m = 0,25x160 + 0,06x74,5 = 44,47 Þ Đáp án A sai

Nếu thời gian điện phân là 9264 giây ứng với ne = 9264x5/96500 = 0,48 < 0,25x2 Þ Lúc này Cu²⁺ cũng chưa điện phân hết Þ H₂O chưa điện phân ở catot Þ Đáp án B sai

Nếu thời gian điện phân là 10036 giây ứng với n_e = 9264x5/96500 = 0,52 > 0,25x2 Þ Cu²⁺ đã điện phân hết Þ mCatot tăng = 0,25x64 = 16 gam Þ Đáp án C sai

Nếu thời gian điện phân là 9843 giây ứng với n_e= 9843x5/96500 = 0,51 > 0,25x2 Þ Cu²⁺ đã điện phân hết Þ nH₂ = 0,51/2 - 0,25 = 0,005; nO₂ = (0,51 - 0,06)/4 = 0,1125

Tổng nKhí= 0,005 + 0,06/2 + 0,1125 = 0,1475 Þ Đáp án D đúng.