Câu hỏi:

11/09/2019 1,154

Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn) dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 và NaCl (tỉ lệ mol 1:1) bằng dòng điện một chiều có cường độ ổn định. Sau t (h), thu được dung dịch X và sau 2t (h), thu được dung dịch Y. Dung dịch X tác dụng với bột Al dư, thu được a mol khí H2. Dung dịch Y tác dụng với bột Al dư, thu được 4a mol khí H2. Phát biểu nào sau đây không đúng ?

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

Đáp án D

Giả sử nCuSO4 = nNaCl = 2 mol

CuSO4 + 2NaCl → Cu + Cl2 +Na2SO4 (1)

CuSO4 + H2O → Cu + 0,5O2 + H2SO4 (2)

H2O → H2 + 0,5O2

Sau t giờ thu được dung dịch X có hòa tan Al nên (1) đã điện phân hết, (2) đang điện phân.

(1) => nCuSO4(1) = 1

(2) => nCuSO4(2) = a

=>ne(t) = 2+2a

Sau 2t giờ:

(2) => nCuSO4(2) = nH2SO4 = 4a

=> nCuSO4 đp = 1+4a => ne(2t) = 2+8a

Nếu sau 2t giờ catot chưa sinh ra H2 thì ne(2t)=2ne(t) => 2+8a = 2(2+2a) => a=0,5

=> nH2SO4 = 2 (vô lí vì nH2SO4<nCuSO4 = 2)

Vậy sau 2t giờ catot đã sinh ra H2 (b mol), CuSO4 đã hết => nH2(H2SO4) = 4a = 1 => a = 0,25

BT e tại catot trong trong 2t giờ:

2nCu+2nH2 = 2(2+2a) => b = 0,5

Tại anot: nCl2 = 1 và nO2 = 0,75 (Bte tính O2)

=> n khí tổng = 2,25 = 9a => A đúng

Sau 1,75t giờ thì ne = 1,75(2+2a) = 4,375 > 2nCu2+ = 4 nên catot đã có khí thoát ra => B đúng

Sau 1,5t giờ thì ne = 1,5(2+2a) = 3,75 < 2nCu2+ = 4 nên Cu2+ chưa hết => C đúng

Sau 0,75t giờ thì ne = 0,75(2+2a) = 1,875 < nCl- = 2 nên Cl- chưa hết, H2O chưa bị điện phân => D sai

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%