Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm Cu(NO₃)₂ và KCl bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi. Sau thời gian t giây, ở anot thoát ra 2,688 lít hỗn hợp khí (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây, thể tích khỉ thoát ra ở anot gấp 3 lần thể tích khí thoát ra ở catot (đo cùng điều kiện), đồng thời khối lượng catot tăng 18,56 gam. Giá trị của m là

Đáp án C

Quá trình điện phân:

Ở catot (–):                                      Ở anot (+):

Cu⁺² + 2e → Cu                    2Cl^– → Cl₂ + 2e

2H₂O + 2C → 2OH^– + H₂              2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

Xét sau thời gian t giây: $n_{khíôûanot}=0,12mol$

Gọi số mol Cl₂ là x mol $\to n_{O_2}=0,12-xmol$

Ta có $n_{etraoñoåi}=2n_{C{l}_2}+4n_{O_2}=2x+4\left(0,12-x\right)=0,48-2xmol$

Xét thời gian 2t giây: $n_{etraoñoåi}=2.\left(0,48-2x\right)=0,96-4xmol$

Ta có: $n_{C{l}_2}=xmol\to n_{O_2}=\frac{n_{etraoñoåi}-2n_{C{l}_2}}{4}=\frac{0,96-4x-2x}{4}=0,24-1,5xmol$

$\to n_{khíôûanot}=x+0,24-1,5x=0,24-0,5xmol$

$\to n_{H_2}=n_{khíôûcatot}=\frac{1}{3}.\left(0,24-0,5x\right)=0,08-\frac{0,05x}{3}mol$

Khối lượng catot tăng 18,56 gam: $n_{Cu}=\frac{18,56}{64}=0,29mol$

Ta có phương trình: $n_{etraoñoåi}=2n_{Cu}+2n_{H_2}\iff 0,96-4x=2.0,29+2.\left(0,08-\frac{0,5x}{3}\right)$

Bảo toàn nguyên tốn Cu, Cl: $\left\{\begin{array}{l}{n}_{Cu{\left(N{O}_3\right)}_2}=n_{Cu}=0,29mol\\ n_{KCl}=2n_{C{l}_2}=2x=0,12mol\end{array}\right.$

$\to m=0,29.188+0,12.74,5=63,46gam$