Cho m gam CuSO4.5H2O vào 250 ml dung dịch NaCl 1,2M thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp trong thời gian 5250 giây, thu được dung dịch Y và 4,032 lít khí thoát ra ở anot. Nếu thời gian điện phân là 9450 giây, thì tổng thể tích khí thoát ra ở hai điện cực là 6,272 lít. Nhúng thanh Mg vào dung dịch Y, kết thúc phản ứng thấy khối lượng thanh Mg tăng a gam. Thể tích các khí đo ở đktc. Giá trị m và a lần lượt là:
A. 90,5 gam và 4,64 gam
B. 90,0 gam và 6,08 gam
C. 90,5 gam và 6,08 gam
D. 90,0 gam và 4,46 gam
Đáp án A.
Ta có: nCl- = 1,2.0,25 = 0,3 mol
Catot
Cu2+ + 2e → Cu
H2O + 2e →2OH- + H2
Anot
2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
- Điện phân trong 5250 giây, nkhí anot = 0,18 mol > nCl
Do đó, ở anot có khí O2 thoát ra: nO2 = 0,18 – 0,15 = 0,03 mol
→ I = neF/t = (0,03.4 + 0,15.2).96500/5250 = 7,72A
Điện phân trong 9450 giây, ne điện phân = (9450.7,72)/96500 = 0,756 mol
Ở anot: nO2 = 7,72.(9450-28950/7,72)/(4.96500) = 0,114 mol
Ở catot: nH2 = 6,272/22,4 -0,114 – 0,15 = 0,016 mol
→nCu2+ = (0,756 -2.0,016)/2 = 0,362 mol → m = 0,362.250 = 90,5 gam
Trong 5250 giây: nCu2+ (bị điện phân) = 5252.7,72/2.96500 = 0,21 mol → Cu2+ dư 0,152 mol.
- Nhúng thanh Mg vào dung dịch chứa 0,152 mol Cu2+và 0,12 mol H+.
→mMg tăng = 0,152.(64-24) -24.1/2.0,12 = 4,64 gam