Điện phân dung dịch X chứa CuSO₄, KCl và HCl với điện cực tro, màng ngăn xốp. Cường độ dòng điện không đổi. Tổng số mol khí thoát ra ở cả hai điện cực phụ thuộc vào thời gian điện phân theo đồ thị sau:

Biết hiệu suất phản ứng điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong nước và không bay hơi trong quá trình điện phân. Phần trăm thể tích khí H₂ ở thời điểm 6t là

Đáp án B

Giai đoạn 1: khí Cl₂ thoát ra.

Giai đoạn 2: khí Cl₂ và H₂ thoát ra.

Giai đoạn 3: H₂ và O₂.

Lúc t giây: $n_e=x\to n_{C{l}_2}=n_{C{u}^{2+}}=0,5\text{x}$

Lúc 3t giây: $n_e=3\text{x}$

$C{u}^{2+}+2\text{e}\to Cu 2C{l}^{-}\to C{l}_2+2\text{e}$

0,5x → x                                      1,5x → 3x

$$\begin{gathered} 2H^{+}+2\text{e}\to H_2 \\ \left(3\text{x}-x\right)\to x \\ {n}_{\uparrow }=0,5\to x+1,5\text{x}=0,5\to x=0,2 \end{gathered}$$

Lúc 4t giây: $n_e=4\text{x}=0,8$

$C{u}^{2+}+2\text{e}\to Cu 2C{l}^{-}\to C{l}_2+2\text{e}$     

0,1  → 0,2                                            0,4 → 0,8

$2H^{+}+2\text{e}\to H_2$

0,6           $\left(0,8-0,2\right)$

Lúc này H⁺ điện phân hết: $n_{H^{+}}=0,6$

Lúc 6t giây: $n_e=6\text{x}=1,2$

$$\begin{gathered} C{u}^{2+}+2\text{e}\to Cu 2C{l}^{-}\to C{l}_2+2\text{e} \\ 0,1 \to 0,2 0,4 \to 0,8 \\ 2H^{+}+2\text{e}\to H_2 2H_{2}O\to 4H^{+}+O_2+4\text{e} \\ 0,6 \to 0,3 0,1 \leftarrow \left(1,2-0,8\right) \\ 2H_{2}O+2\text{e}\to 2\text{O}{H}^{-}+H_2 \\ \left(1,2-0,2-0,6\right)\to 0,2 \\ \to \%V_{H_2}=\frac{n_{H_2}}{n_{H_2}+n_{C{l}_2}+n_{O_2}}.100=\frac{0,3+0,2}{0,3+0,2+0,4+0,1}.100=50\% \end{gathered}$$

.