Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch X chứa CuSO4 và NaCl (có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 3) bằng dòng điện một chiều có cường độ 1,34A, sau thời gian t giờ thu được dung dịch Y chứa hai chất tan và thấy khối lượng dung dịch Y giảm 10,375 gam so với khối lượng dung dịch X. Cho bột nhôm dư vào dung dịch Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,68 lít khí H2 (đktc). Giả sử khí sinh ra trong quá trình điện phân thoát ra hết khỏi dung dịch. Giá trị của t gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 4
B. 7
C. 6
D. 5
Đáp án : B
Điện phân hỗn hợp. CuSO4 x mol , NaCl 3x mol.
- Thứ tự điện phân trong dung dịch :
Cu2+ + 2Cl- à Cu↓ + Cl2 ↑ (1)
(mol) x 2x x x
hết Cu2+ : 2Cl- + 2H2O à 2OH- + H2 ↑ + Cl2 ↑ (2)
(mol) x x 0,5x 0,5x
Dung dịch Y chứa hai chất tan là Na2SO4 và NaOH => Hết ion Cl-
- Tính số mol OH- theo số mol H2:
2Al + 2OH- + 2H2O à 2AlO2- + 3H2 ↑
(mol) x = 0,05 ß---------------------0,075
- Khối lượng dung dịch giảm:
64.0,05 + 71.0,05 + 71.0,5.0,05 + 2.0,5.0,05 = 8,575 < 10,375 gam => H2O bị điện phân
Khối lượng H2O bị điện phân : 10,375 – 8,575 = 1,8 gam , số mol H2O bị điện phân 0,1 mol.
- Phương trình điện phân của H2O :
2H2O → N a O H d p d d 2H2↑ + O2↑ (3)
(mol) 0,1 0,1 0,05
- tính số mol electron trao đổi anot : Cl2 (0,075 mol, O2 (0,05 mol).
Số mol electron trao đổi = 2.0,075 + 4.0,05 = 0,35 mol.
Hoặc tại catot : Cu (0,05 mol) , H2 (0,025 + 0,1) mol cũng tương tự
Số mol electron trao đổi = 2.0,05 + 2.0,125 = 0,35 mol.
ne = It/26,8 , thay số : 0,35 = 1,34t/26,8 => t = 7.