Dung dịch X chứa CuSO4, H2SO4 và NaCl. Điện phân dung dịch X (điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân là 100%), lượng khí sinh ra từ quá trình điện phân và khối lượng Al kim loại

32/40

Dung dịch X chứa CuSO4, H2SO4 và NaCl. Điện phân dung dịch X (điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân là 100%), lượng khí sinh ra từ quá trình điện phân và khối lượng Al kim loại bị hòa tan tối đa trong dung dịch sau điện phân ứng với mỗi thí nghiệm được cho ở bảng dưới đây

	Thí nghiệm 1	Thí nghiệm 2	Thí nghiệm 3
Thời gian điện phân (giây)	t	2t	3t
Lượng khí sinh ra từ bình điện phân (mol)	a	0,80	1,18
Khối lượng Al bị hòa tan tối đa (gam)	4,32	0	b

Biết tại catot ion Cu2+ điện phân hết thành Cu trước khi ion H+ điện phân thành khí H2; trong a mol khí đã có khí H2; cường độ dòng điện bằng nhau và không đổi trong các thí nghiệm. Kết thúc điện phân (sau 3t giây), thu được dung dịch Y có khối lượng giảm m gam so với dung dịch X ban đầu. Giá trị của m là

44,60.

51,48.

47,80.

48,28.

Giải thích

Lúc 2t giây dung dịch không hòa tan được Al chứng tỏ không có H+ hay OH-, lúc 3t giây dung dịch lại hòa tan được Al nên lúc 2t vẫn còn NaCl.

Lúc t giây:

Catot: nCu = x và nH2 = y

Anot: nCl2 = x + y

→ n khí tổng = a = x + y + y (1)

nAl = 0,16 → nH+ dư = 0,48

→ nH2SO4 ban đầu = y + 0,24

Lúc 2t giây: ne = 4x + 4y

Catot: nCu = x và nH2 = x + 2y

Anot: nCl2 = 2x + 2y

→ n khí tổng = 0,8 = 2x + 2y + x + 2y (2)

Lúc này H+ vừa hết nên: y + 0,24 = x + 2y (3)

(1)(2)(3) → x = 0,16; y = 0,08; a = 0,32

Lúc 3t giây: ne = 6x + 6y = 1,44

Catot: nCu = 0,16 → nH2 = 0,56

Anot: nCl2 = u và nO2 = v

→ 2u + 4v = 1,44 và u + v + 0,56 = 1,18

→ u = 0,52; v = 0,1

m giảm = mCu + mH2 + mCl2 + mO2 = 51,48