Hoà tan hết m gam hỗn hợp gồm CuSO4 và NaCl vào nước, thu được dung dịch X. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ, màng ngăn xốp,cường độ dòng điện không đổi 9,65A, hiệu suất 100%. Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng sau:
| Thời gian điện phân(giây) | t | t+600 | 2t |
| Tổng số mol khí ở 2 điện cực | a | a+0,03 | 2,125a |
| Số mol Cu ở catot | b | b+0,02 | b+0,02 |
[TBODY]
[/TBODY]
Giả sử lượng nước bay hơi không đáng kể. Giá trị của m là
Viết các bán phản ứng xảy ra ở mỗi điện cực
anot:
2Cl(-) --> Cl2 + 2e
H2O --> 2H+ + 1/2O2 + 2e
catot
Cu2+ +2e ---> Cu
2H2O + 2e --> H2 + 2OH(-)
**
Xét tại thời điểm t
a=b=It/2F ( 2 là ne trao đổi cho 1 mol nhá) => a=b= t/20000
**
Xét tại t+600 và t thì thấy nCu<n khí => tại t+600 thì Cu đã điện phân hết và tại catot đã tạo khí H2
áp dụng It=nF=> trong 600s thì ne=0,06 mol
=> nếu anot chưa ddp nước thì nCl2= 0,03 mol
Mà nK bao gồm cả nH2 => khí ở anot phải bé hơn 0,03 => đã xảy ra điện phân nước
gọi x,y,z là số mol của Cl2, O2, H2 điện phân được trong 600s ta có
2x+4y+2z=0,06 ;
x+y+z= 0,03;
bảo toàn ne thì e catot = e anot => x+2y-z=0,02
=> x= 0,01; y=0,01; z=0,01 mol
=> nCl2 = a+0,01 mol
**
Xét tại thời điểm 2t ta có
tính từ t+600 --> 2t chỉ có nước điện phân => thành phần khí tạo ra thêm chỉ gồm H2 và O2
gọi x,y là số mol của H2,O2
ta có:
x+y = 2,125a-(a+0,03)= 1,125a-0,03 (1)
ne=It/F => x = It/2F = (t-600)x9,65/96500x2 = a-0,03 (2)
(Viết tổng pư đp nước) => x-2y=0 (3)
từ (1);(2);(3) => x=0,01 mol ; y=0,005 mol ; a=0,04 mol
=> a=b=0,04 mol
=> nCu= 0,04+0,02 =0,06 mol ; nCl = 2x( 0,04+0,01)=0,1 mol
=> m= 0,06x160+0,1x58,5= 15,45 g
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
