Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm a mol Fe(NO3)3, b mol Cu(NO3)2, c mol NaCl vào nước được dung dịch X. Điện phân X với cường độ dòng điện không đổi là 5A, hiệu suất điện phân là 100%. Kết quả th

38/40

Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm a mol Fe(NO3)3, b mol Cu(NO3)2, c mol NaCl vào nước được dung dịch X. Điện phân X với cường độ dòng điện không đổi là 5A, hiệu suất điện phân là 100%. Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng sau:

Thời gian điện phân (giây)	t	2t	2t + 579
Tổng số mol khí ở 2 điện cực (mol)	0,02	0,0375	0,05
Khối lượng catot tăng (gam)	0,64	x	2,4
Dung dịch sau điện phân	Y	Z	T

Cho dung dịch AgNO3 dư vào dung dịch Y thu được m gam kết tủa. Giá trị của m và x lần lượt là?

6,465 và 1,560.

6,465 và 1,840.

4,305 và 1,840.

8,625 và 1,560.

Giải thích

Lúc t giây:

Catot: nFe2+ = a; nCu = 0,01

Anot: nCl2 = 0,02

Bảo toàn electron: a + 0,01.2 = 0,02.2 → a = 0,02

→ ne trong t giây = 0,04

Lúc 2t giây: ne = 0,08 mol

Nếu anot chỉ có Cl2 → nCl2 = 0,04 > 0,0375: Vô lý, vậy anot đã có O2.

Trong 579s (tính từ 2t đến 2t + 579) có ne = 0,03

nO2 (trong 579s này) = 0,03/4 = 0,0075

→ nH2 (trong 579s này) = 0,05 – 0,0075 – 0,0375 = 0,005

→ nR (trong 579s này) = (0,03 – 0,005.2)/2 = 0,01

R là Cu, Fe, hai kim loại này đã thoát ra hết (tổng 2,4 gam), trong đó nFe = a = 0,02 → nCu = 0,02

Vậy lúc 2t giây (0,08 mol electron), tại catot thoát ra Fe2+ (0,02), Cu (0,02) → nFe = 0,01

→ x = 0,02.64 + 0,01.56 = 1,84

Anot lúc 2t giây: nCl2 = 0,035; nO2 = 0,0025 (Bấm hệ n khí tổng = 0,0375 và ne = 0,08)

nAgCl = nCl-(Y) = 0,035.2 – 0,02.2 = 0,03

nAg = nFe2+(Y) = 0,02

→ m↓ = 6,465 gam

····

Chú ý: Đề cho không chính xác vì:

(1) 2Fe3+ + 2Cl- → 2Fe2+ + Cl2

(2) Cu2+ + 2Cl- → Cu + Cl2

(3) 2Cu2+ + 2H2O → 2Cu + O2 + 4H+

(4) 2Fe2+ + 2H2O → 2Fe + O2 + 4H+

Số (4) không đúng vì H+ ở (3) sẽ thế chỗ Fe2+ ở (4) nên Fe2+ không thể bị điện phân.