ĐGNL ĐHQG Hà Nội - Khoa học tự nhiên - Bài tập điện phân 1 muối

2 bình điện phân mắc nối tiếp =>n_{e trao đổi bình 1}= n_{e trao đổi bình 2}

n_Cu= 1,6/64 = 0,025 mol =>n_{e trao đổi}= 0,025.2 = 0,05 mol

=>n_Ag= 0,05 mol =>m_{bình 2 tăng}= m_Ag= 5,4 gam

Đáp án cần chọn là: B

Đến khi catot bắt đầu có khí thoát ra =>Ag⁺bị điện phân vừa hết

n_NaOH= 0,8 mol =>n_H+ = 0,8 mol

Catot: Ag⁺+ 1e → Ag

Anot: 2H₂O → O₂↑ + 4H⁺+ 4e

=>n_{e trao đổi}= n_H+= 0,8 mol

=>n_Ag+= 0,8 mol =>C_{M AgNO3}= 0,8 / 0,5 = 1,6M

n = I.t / F =>t = n.F / I = 3860s

Đáp án cần chọn là: B

n_O2= 0,125 mol

Catot: Cu²⁺+ 2e → Cu

Anot: 2H₂O → O₂↑ + 4H⁺+ 4e

=>n_{e trao đổi}= 4.n_O2= 0,5 mol

=>n_Cu= 0,5 / 2 = 0,25 mol =>m = 16 gam =>A đúng

t = n.F / I = 4825s =>B sai

+) pH của dung dịch ban đầu giảm, khi hết Cu²⁺thì nước điện phân ở catot tạo OH^-, ở anot tạo ra H⁺và n_OH-= n_H+nên pH không đổi

+) hết Cu²⁺, nước điện phân ở catot tạo khí H₂

Đáp án cần chọn là: A

m_{NaOH (trước điện phân)} = 20 gam 

Ở catot: 2H₂O + 2e → H₂↑ + 2OH^-

Ở anot:   4OH^-→ O₂+ 2H₂O + 4e 

Cộng 2 quá trình, điện phân dung dịch NaOH thực chất là điện phân nước: H₂O → ½.O_2(anot)+ H_2(catot)

→ NaOH không đổi → m _{dung dịch sau điện phân}= 80 gam

→ m_{H2O bị điện phân}= 200 – 80 = 120 gam → n_H2O= 20/3 mol

→ V_O2= 74,7 lít và V_H2= 149,3 lít

Đáp án cần chọn là: D

m_{CuSO4= 20 gam  =>nCuSO4}= 0,125 mol

n_{CuSO4 phản ứng}= x mol =>n_{Cu sinh ra} = x mol =>n_O2= 0,5x mol

\[C{{\rm{\% }}_{CuS{O_4}}} = \frac{{(0,125 - x).160}}{{250 - 64{\rm{x}} - 0,5{\rm{x}}.32}}.100{\rm{\% }} = 4{\rm{\% }}\](Vì dung dịch sau phản ứng có nồng độ bằng một nửa so với trước phản ứng)

=>x = 0,0638 mol =>m_Cu = 4,0832 gam

Đáp án cần chọn là: A

Phương trình điện phân :

CuCl₂→ Cu + Cl₂

0,05        ←      0,05

Gọi n_{CuCl2 dư} = a mol

CuCl₂+ Fe → FeCl₂+ Cu

a             a                      a

=>64a – 56a = 1,2 =>a = 0,15

=>n_CuCl2= a + 0,05 = 0,15 + 0,05 = 0,2 mol

=>C_{M CuCl2}= 0,2 / 0,2 = 1M

Đáp án cần chọn là: A

2Al₂O₃→ 4Al + 3O₂(1)

C + O₂→ CO₂(2)

2C + O₂→ 2CO (3) 

2,24 lít X + Ca(OH)₂ dư → n_CaCO3 = n_CO2 = 0,02 mol

Do X = 32 → hỗn hợp X có CO₂(0,02 mol); CO (x mol) và O₂dư (y mol) 

=>n_X= 0,02 + x + y = 0,1  (1)

M_X= 0,02.44 + 28x + 32y = 0,1.2.16  (2)

(1) và (2) =>x = 0,06;  y = 0,02

Bảo toàn O =>n_{O2 sinh ra do điện phân}=\[\frac{{0,02.2{\rm{\;}} + {\rm{\;}}x{\rm{\;}} + {\rm{\;}}2y}}{2} = 0,07{\rm{\;}}mol\]

\[ = >{\rm{\;}}{n_{Al}} = \frac{{4.{n_O}}}{3} = {\rm{\;}}\frac{{0,28}}{3}{\rm{\;}}mol{\rm{\;}} = >{\rm{\;}}m = 2,52{\rm{\;}}gam\]

Xét tỉ lệ: 0,1 mol X ứng với 2,52 gam Al

3 kmol X  =>m_Al= 75,6 kg Al

Đáp án cần chọn là: B

_{Khí tại anot là O2}

\[{n_{{O_2}}} = 0,007\,\,mol\,\, = >\,\,t = \frac{{96500.4.0,007}}{{1,93}} = 1400\,\,(s)\]

Vì anot chỉ có nước điện phân =>sau thời gian gấp đôi sẽ thu được số mol O₂ở anot và số mol e trao đổi cũng gập đôi

\[ = >{\rm{\;}}{n_{e{\rm{\;}}(2t)}} = 2.{n_{e{\kern 1pt} {\kern 1pt} (t)}} = 2.0,007.4 = 0,056\,\,mol\]

n_{H2 (catot)}= 0,024 – 0,007.2 = 0,01 mol

Ta có: \[{n_e} = {\rm{\;}}2.{n_{{H_2}}} + 2.{n_{MS{O_4}}} = 0,056{\rm{\;}} = >{n_{M{\rm{S}}{O_4}}} = 0,018\,mol\,\]\[ = >{\rm{\;}}{M_{M{\rm{S}}{O_4}.5{H_2}O}} = \frac{{4,5}}{{0,018}} = 250\,\, = >\,\,M = 64\](Cu)

Đáp án cần chọn là: A

Áp dụng công thức Faraday để tính khối lượng chất thoát ra ở điện cực.

Khối lượng Cu thoát ra ở điện cực bằng:

\[{m_{Cu}} = \frac{{A.I.t}}{{n.F}} \to t = \frac{{{m_{Cu}}.n.F}}{{A.I}} = \frac{{1 \times 96500 \times 2}}{{64 \times 1}} = 3015,625\left( s \right)\]= 50 phút 15 giây

Đáp án cần chọn là: A

Theo bài ra một nửa lượng khí được sinh ra từ cực dương và một nửa được sinh ra từ cực âm nên V_O2= V_H2= 5,6 (lít)

Suy ra: n_O2= n_H2= 0,25 (mol)

Dùng bảo toàn electron ta có: n_{e cho}= n_{e nhận}

Suy ra 4.n_O2= 2.n_Cu2++ 2.n_H2⇔ 4. 0,25 = 2.n_Cu2++ 2.0,25 → n_Cu2+= 0,25 (mol)

Khối lượng CuSO₄có trong dung dịch là m_CuSO4= 0,25.160 = 40 (gam)

Đáp án cần chọn là: D

\[{n_{CuS{O_4}}} = 0,4.0,2 = 0,08mol\]Khí thu được ở anot là O₂\[ \to {n_{{O_2}}} = \frac{{0,224}}{{22,4}} = 0,01(mol)\]

Tại anot (+):\[2{H_2}O \to 4{H^ + } + {O_2} + 4{\rm{e}}\]

\[ \to {n_{e(an{\rm{o}}t)}} = 4{n_{{O_2}}} = 0,04(mol)\]

Ta thấy: \[2{n_{C{u^{2 + }}(ban{\kern 1pt} dau)}} >4{n_{{O_2}}}\]→ Tại catot Cu²⁺ chưa bị điện phân hết

Tại catot (-): \[C{u^{2 + }} + 2{\rm{e}} \to Cu\]

0,04 → 0,02 (mol)

→ m_{catot tăng}= m_Cu= 0,02.64 = 1,28 gam

Đáp án cần chọn là: A

Ta có: n_AgNO3= 0,15 mol

2AgNO₃  + H₂O → 2Ag + 2HNO₃+ ½ O₂

Khi cho Fe vào Y thu được hỗn hợp kim loại chứng tỏ trong Y có chứa AgNO₃dư

2AgNO₃  + H₂O → 2Ag + 2HNO₃+ ½ O₂

x mol                            x mol                                                                

3Fe   +    2NO₃^- +  8H⁺→   3Fe²⁺+  2NO  +   4H₂O (do Fe còn dư).

0,375x                    x mol

Fe     +    2Ag⁺→   3Fe²⁺+    2Ag

0,5y mol     y mol                            y mol

Giải hệ: x + y = 0,15 

108.y - (0,375x + 0,5y).56 = 14,5 - 12,6 = 1,9

→ x = 0,1 mol

→ t = (96500.0,1)/2,68 = 3600 giây = 60 phút.

Đáp án cần chọn là: D

\[{n_{{H_2}}} = 0,1mol\]Ở catot:  2H₂O + 2e → 2OH^-+ H₂

0,2      0,2 ←  0,1

Ở anot: 4OH^-→ O₂+  4e + 2H₂O

0,2      0,05 ←  0,2

Ta thấy lượng OH^-không đổi

m _{dd ban đầu}= 200.1,1 = 220 gam

\[{m_{dd\,sau}} = {m_{dd\,bd}} - {m_{{H_2}}} - {m_{{O_2}}} = 220 - 0,2 - 1,6 = 218,2(g)\]

\[C{\rm{\% }} = \frac{{{m_{KOH}}}}{{{m_{dd}}}}.100{\rm{\% }} = \frac{{22,4}}{{218,2}}.100{\rm{\% }} = 10,27{\rm{\% }}\]

Đáp án cần chọn là: A

Catot ion kim loại điện phân trước 

\[m = \frac{{AIt}}{{nF}} = \frac{{A \times 6 \times 1740}}{{2 \times 96500}} = 3,45 \to A \approx 64\]

Vậy kim loại là Cu.

Đáp án cần chọn là: B