Tiến hành điện phân dung dịch chứa NaCl 0,4M và Cu(NO3)2 0,5M bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi I = 5 A trong thời gian 8492 giây thì dừng điện phân, ở anot thoát ra 3,36 lít khí (đktc). Cho m gam bột Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng, thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và 0,8m gam rắn không tan. Giá trị của m là:
A. 29,4 gam
B. 25,2 gam
C. 16,8 gam
D. 19,6 gam
Chọn B
Giả sử tại anot chỉ có Cl2 ⇒ nCl2 = 0,15 mol ⇒ ne = 0,3 mol < 0,44 mol ⇒ vô lí!.
⇒ khí gồm Cl2 và O2 với x và y mol || nkhí = x + y = 0,15 mol; ne = 2x + 4y = 0,44 mol.
⇒ giải hệ có: x = 0,08 mol; y = 0,07 mol ⇒ nNaCl = 0,16 mol ⇒ nCu(NO3)2 = 0,2 mol.
ne > 2nCu2+ ⇒ H2O bị điện phân tại catot ⇒ nOH– = 0,44 – 0,2 × 2 = 0,04 mol.
H+ + OH– → H2O ⇒ H+ dư 0,07 × 4 – 0,04 = 0,24 mol; nNO3– = 0,4 mol.
Xét Fe + dung dịch sau điện phân: do thu được rắn ⇒ Fe dư ⇒ Fe chỉ lên số oxi hóa +2.
3Fe + 8H+ + 2NO3– → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O ⇒ nFe phản ứng = 0,09 mol.
m – 0,09 × 56 = 0,8m ⇒ m = 25,2(g)