Hòa tan hết 8,56 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 và CuO (tỉ lệ mol tương ứng là 3:2) trong lượng vừa đủ dung dịch HCl, thu được dung dịch Y. Điện phân dung dịch Y (điện cực trơ, có màng ngăn, hiệu suất 100%) với cường độ dòng điện không đổi 5A, đến khi khối lượng dung dịch giảm 11,18 gam thì dừng điện phân và thu được dung dịch Z. Dung dịch Z tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0,1M trong H2SO4 loãng. Giá trị của V là
A. 240 ml
B. 80 ml
C. 160 ml
D. 400 ml
Trong X có : nFe3O4 = 0,03 mol ; nCuO = 0,02 mol
Khi phản ứng với HCl vừa đủ thì trong dung dịch có :
0,02 mol Cu2+ ; 0,03 mol Fe2+ ; 0,06 mol Fe3+ ; 0,28 mol Cl- .
Khi điện phân :
+/ Anot : 2Cl- → Cl2 + 2e
+/ Catot : Fe3+ + 1e → Fe2+ (1)
Cu2+ + 2e → Cu (2)
Fe2+ + 2e → Fe (3)
Nếu dung dịch chỉ giảm khối lượng vì Cl2 bay ra , chỉ xảy ra (1) ở Catot
=> ne trao đổi = 0,06 mol => mCl2 = 2.13g < 11,18g =>Loại
Nếu (10 và (20 xảy ra vừa đủ => ne trao đổi = 0,1 mol
=> mgiảm = mCl2 + mCu = 4,83g < 11,18 =>Loại
Vậy xảy ra cả (1) ; (2) ; (3)
Đặt nFe2+ phản ứng = a mol
=> ne trao đổi = (0,1 + 2a) mol => nCl2 = (0,05 + a) mol
=>mGiảm = 0,02.64 + 56a + 71.(0,05 + a) = 11,18
=> a = 0,05 mol
=>nFe2+ dư = 0,03 + 0,06 – 0,05 = 0,04 mol
Khi phản ứng với KMnO4 tạo MnSO4 ; Fe2+ bị OXH thành Fe3+
Bảo toàn e : nFe2+ = 5nKMnO4 => 0,04 = 5.0,1V
=>V = 0,08 l = 80 ml
=>B