Điện phân dung dịch chứa đồng thời NaCl và CuSO4 (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan của các khí trong nước và sự bay hơi của nước) với cường độ dòng điện không đổi. Kết quả thí nghiệm được ghi ở bảng sau:
| Thời gian điện phân (giây) |
Khối lượng catot tăng (gam) |
Khí thoát ra ở anot |
Dung dịch thu được sau điện phân có khối lượng giảm so với khối lượng dung dịch ban đầu (gam) |
| 1930 |
m |
Một khí duy nhất |
2,70 |
| 7720 |
4m |
Hỗn hợp khí |
9,15 |
| t |
5m |
Hỗn hợp khí |
11,11 |
Giá trị của t là
A. 10615
B. 9650
C. 11580
D. 8202,5
Đáp án C
Do tại 3 thời điểm khối lượng catot đều tăng nên Cu2+ điệp phân chưa hết ở t1 và t2
*Tại t1 = 1930 giây: ne1 = It1/F = 0,02I
=> nCl2 = 0,01I
n e1 = 2nCu2+ bị đp => 0,02I = 2m/64 (1)
m dung dịch giảm = mCu + mCl2 => 2,7 = m + 71.0,01I (2)
Giải (1) và (2) => m = 1,28; I = 2
*Tại t2 = 7720 => ne2 = 0,16 mol
Anot:
Cl- -1e → 0,5Cl2
x 0,5x
H2O -2e → 0,5O2 + 2H+
y 0,25y
x+y = 0,16
0,5x.71+0,25y.32+4.1,28 = 9,15
Giải ra ta được x = 0,1; y = 0,06
*Tại t3 = t: Giả sử nước bị điện phân ở cả 2 điện cực
nH2 = a mol, nO2 = b mol
m dung dịch giảm = mCu + mH2 + mCl2 +mO2 => 11,11 = 5.1,28 + 2a + 0,05.71 + 32b (3)
n e anot = ne catot => 2nCu + 2nH2 = 2nCl2 + 4nO2 => 2.0,1 + 2a = 0,05.2 + 4b (4)
Giải (3) và (4) thu được: a = 0,02; b = 0,035
n e3 = 2.0,1 + 2.0,02 = 0,24 mol => t = 0,24.96500/2 = 11580 giây