Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol KCl và a mol Cu(NO₃)₂ (điện cực trơ, màng ngăn xốp) sau một thời gian thu được dung dịch X và khối lượng dung dịch giảm 21,5 gam. Cho thanh sắt vào dung dịch X đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng thanh sắt giảm 2,6 gam và thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Biết Cu(NO₃)₂ còn dư sau khi quá trình điện phân kết thúc. Giá trị của a là

Bản chất quá trình: $C{u}^{2+}$ về catot ⁻ bị khử tạo thành Cu, $C{l}^{-}$ về anot ⁺ bị oxi hóa → Cl₂

Vì cho Fe + X có khí thoát ra, Cu(NO₃)₂ còn dư sau quá trình điện phân, KCl hết → quá trình điện phân chia 2 giai đoạn, ở giai đoạn 2 chưa kết thúc.

→ Khối lượng dung dịch giảm = mCu + mCl₂ ↑ + mO₂ ↑

Cu(NO₃)₂ + 2KCl → Cu + Cl₂ + 2KNO₃

      0,1            0,2        0,1    0,1        0,2

2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O → 2Cu + O₂ + 4HNO₃

      x                          x        0,5x      2x

Khối lượng dung dịch giảm: $64(0,1+x)+0,1.71+\frac{32}{2}x=21,5\to x=0,1$

Dung dịch sau phản ứng gồm: $C{u}^{2+},H^{+},N{O}_3^{-}$

$$\begin{gathered} \begin{array}{l}F\text{e }+4H^{+}+N{O}_3^{-}\to F{\text{e}}^{3+}+NO+2H_{2}O\\ 0,05\text{ 0,2 0,05}\end{array} \\ \begin{array}{l}F{\text{e + 2Fe}}^{3+}\to 3F{\text{e}}^{2+}\\ 0,025\text{ 0,05}\end{array} \\ \begin{array}{l}F{\text{e + Cu}}^{2+}\to F{\text{e}}^{2+}+Cu\\ \text{ y y y}\end{array} \end{gathered}$$

Khối lượng thanh sắt giảm: $56(0,075+y)-64y=2,6\to y=0,2\to a=0,4$