Tiến hành điện phân dung dịch chứa Cu(NO3)2 1,2M và KCl 0,4M bằng điện cực trơ với cường độ dòng điện không đổi I=5A trong 6176 giây thì dừng điện phân thấy khối lượng dung dịch giảm 15 gam. Cho 0,25 mol Fe vào dung dịch sau điện phân , kết thúc phản ứng thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất của N+5) đồng thời thu được m gam hỗn hợp rắn. giá trị m là?
A. 6,4
B. 9,6
C. 10,8
D. 7,6
Đáp án B
ne = 5 x 6176 / 96500 = 0,32 mol. Fe+ dung dịch sau điện phân → sinh khí NO
⇒ dung dịch sau điện phân chứa H+ ⇒ Cl– bị điện phân hết.
► Quy đổi sản phẩm điện phân về CuO và CuCl2 với số mol x và y.
ne = 2x + 2y = 0,32 mol; mdung dịch giảm = 80x + 135y = 15(g).
⇒ giải hệ có: x = 0,12 mol; y = 0,04 mol ⇒ nKCl = nCl– = 2y = 0,08 mol.
⇒ nCu2+ = nCu(NO3)2 = 0,08 × 3 = 0,24 mol ⇒ nCu2+/dung dịch = 0,08 mol.
nO2 = 0,5x = 0,06 mol ⇒ nH+ = 0,06 × 4 = 0,24 mol.
► 4H+ + NO3– + 3e → NO + 2H2O
Cu2+ + 2e → Cu.
ne nhận tối đa = 3/4nH+ + 2nCu2+ = 0,34 mol < ne cho tối thiểu = 2nFe = 0,5 mol.
⇒ Fe dư ⇒ Fe chỉ lên số oxi hóa +2 ⇒ nFe phản ứng = 0,34 ÷ 2 = 0,17 mol.
► Hỗn hợp rắn gồm 0,08 mol Fe và 0,08 mol Cu ⇒ m = 9,6(g)