Câu hỏi:

11/09/2019 5,137

Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 và KCl bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp tới khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 cực thì dừng điện phân, thu được dung dịch X và 4,48 lít khí thoát ra ở anot (đktc). Dung dịch X hòa tan tối đa 15,3 gam Al2O3. Giá trị của m là

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

Đáp án A

nkhí = 4,48 : 22,4 = 0,2 (mol); nAl2O3 = 15,3 : 102 = 0,15 (mol)

Có thể xảy ra:

Catot:                                                                                    Anốt

Cu2+ + 2e → Cu                 (1)                                            Cl- → Cl2 + 2e               (3)

2H2O + 2e → 2OH- + H2   (2)                                           2H2O → 4H+ + O2 + 4e    (4)

Vì Al2O3 có thể bị hòa tan bởi OH- hoặc H+ nên có thể xảy ra 2 trường hợp sau:

TH1: Bên anot nước bị điện phân trước, không có (2) xảy ra.

Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + 3H2O

0,15→ 0,9 (mol)

=> nO2 = 1/4nH+ = 0,225 (mol)  > 0,2 mol khí => loại

TH2: Bên catot nước bị điện phân trước, không có (4)

=> nCl2 = nkhí = 0,2 (mol) => ne trao đổi = 2nCl2 = 0,4 (mol)

Al2O3 + 2OH- → 2AlO2- + 2H2O

0,15→ 0,3 (mol)

=> nCu2+  = (0,4 – 0,3)/ 2 = 0,05 (mol)

=> m = mCuSO4 + mKCl = 0,05. 160 + 0,4. 74,5 = 37,8 (g)

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Đáp án C

TH1: Cl- bị đp hết trước Cu2+, H2O ở anot bị điện phân

Al2O3+6H+→2Al3++3H2O

0,2.…1,2

Catot:

Cu2+ + 2e → Cu

Anot:

Cl- -1e → 0,5Cl2

H2O - 2e→0,5O2 + 2H+

                    0,3         1,2

Ta thấy nO2=0,3 => nCl2 = 0 (vô lí)

TH2: Cu2+ bị điện phân hết trước Cl-, H2O ở catot bị điện phân sinh ra OH-

Al2O3+2OH-→2AlO2-+H2O

0,2…….0,4

Catot:

Cu2+ +2e→Cu

x           2x

H2O+1e→OH-+0,5H2

          0,4   0,4

Anot:

Cl- -1e → 0,5Cl2

        0,6...0,3

=>2x+0,4=0,6=>x=0,1 mol

=>nCuSO4=0,1 mol; nNaCl=0,6 mol

=>m=0,1.160+0,6.58,5=51,1 gam

Lời giải

Đáp án A

Dùng quy tắc đường chéo => nH2 = 0,4 (mol); nNO = 0,05 (mol)

Bảo toàn khối lượng ta có: mx + mKHSO4 = mmuối + mkhí + mH2O

=> mH2O = 66,2 + 3,1. 136 – 466,6 – 0,45. 46/9 = 18,9 (g)

=> nH2O = 1,05 (mol)

Bảo toàn nguyên tố H => nKHSO4 = 2nH2 + 2nH2O + 4nNH4+

=> nNH4+ = (3,1 – 2.0,4 – 2.1,05)/4 = 0,05 (mol)

Bảo toàn nguyên tố N: 2nFe(NO3)2 = nNO + nNH4+ => nFe(NO3)2 = ( 0,05 + 0,05)/2 = 0,05 (mol)

Bảo toàn nguyên tố O: 4nFe3O4 + 6nFe(NO3)2 = nNO + nH2O => nFe3O4 = 0,2 (mol)

mAl = 66,2 – mFe(NO3)2 – mFe3O4 = 66,2 – 0,05.180 – 0,2.232 = 10,8(g)

%mAl = (10,8: 66,2).100% = 16,3% gần nhất với 15%