Điện phân dung dịch x chứa a mol cuso4 và 0 2 mol kcl
|
Đáp án D
Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm dưới đây ! Số câu hỏi: 16
Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 và 0,2 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi, hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch). Thể tích khí thu được trong quá trình điện phân (ở cả hai điện cực) theo thời gian điện phân như sau: Thời gian điện phân t giây 2t giây 3t giây Thể tích khí tương ứng đo ở đktc 1,344 lít 2,464 lít 4,032 lít Giá trị của a là A. 0,14 mol. B. 0,13 mol. C. 0,12 mol. D. 0,15 mol. Phương pháp giải: Bài toán điện phân dung dịch Các quá trình có thể xảy ra ở 2 điện cực: +) Catot: Cu2+ + 2e → Cu 2H2O + 2e → 2OH- + H2 +) Anot: 2Cl- → Cl2 + 2e 2H2O → 4H+ + O2 + 4e => Biện luận các chất khí có trong hỗn hợp khí thu được trong 2 giai đoạn: - Khi điện phân trong t giây - Khi điện phân trong 2t giây => Xem H2O có bị điện phân ở các điện cực hay không - Dựa vào dịnh luật bảo toàn electron trao đổi => số mol Cu2+ => m Lời giải chi tiết: Các quá trình có thể xảy ra ở 2 điện cực: +) Catot: Cu2+ + 2e → Cu 2H2O + 2e → 2OH- + H2 +) Anot: 2Cl- → Cl2 + 2e 2H2O → 4H+ + O2 + 4e - Khi điện phân trong t giây: nkhí Anot = 2,464: 22,4 = 0,11 mol nCl2 = 0,5nCl- = 0,1 mol < 0,11 => Nước đã bị điện phân ở Anot => nO2 = nkhí anot – nCl2 = 0,11 – 0,1 = 0,01 mol => ne trao đổi = 2nCl2 + 4nO2 = 2.0,1 + 4.0,01 = 0,24 mol - Khi điện phân trong 2t giây: => Số mol electron trao đổi sẽ gấp đôi: ne trao đổi = 2.0,24 = 0,48 mol +) Tại Anot: nCl2 = 0,1 mol Có: ne = 2nCl2 + 4nO2 => nO2 = ¼ (0,48 – 2.0,1) = 0,07 mol => nkhí Anot = nCl2 + nO2 = 0,1 + 0,07 = 0,17 mol nkhí = 5,824: 22,4 = 0,26 mol > 0,17 => Nước bị điện phân ở Catot => nH2(Catot) = 0,26 – 0,17 = 0,09 mol - Bảo toàn e: ne trao đổi = 2nCu2+ + 2nH2 = 4nO2 + 2nCl2 => nCu2+ = ½ (4.0,07 + 2.0,1 – 2.0,09) = 0,15 mol ⟹ nCuSO4 = nCu2+ = 0,15 (mol) Đáp án B
Giải chi tiết: Hướng dẫn giải CuSO4 : a mol KCl : 0,2 mol n khí (+) = 2,464 : 22,4 = 0,11 mol (t giây) Dung dịch điện phân có Cu2+, Cl- nên giai đoạn đầu điện phân H2O chưa bị điện phân. Tại cực (+) 2Cl− →Cl2 + 2e 0,2 →0,1 0,2 mol 0,01 →0,04 Ta có n e- nhường trong t (giây) = 0,2 + 0,04 = 0,24 mol 0,06← 0,24 ⇒ ở cực (-) Cu2+ đã hết và H2O đã bị khử thoát H2. ⇒nH2 = 0,26−0,17 = 0,09 mol⇒nH2 = 0,26−0,17 = 0,09 mol (−)Cu+2 + 2e →Cu a→ 2a 2H2O + 2e → H2 + 2OH− 0,18←0,09 Chọn C
Đáp án C CuSO4 : a mol KCl : 0,2 mol n khí (+) = 2,464 : 22,4 = 0,11 mol (t giây) Dung dịch điện phân có Cu2+, Cl- nên giai đoạn đầu điện phân H2O chưa bị điện phân. Tại cực (+) 2Cl− →Cl2 + 2e 0,2 →0,1 0,2 mol nCl2 = 0,1 < 0,11 Vậy trong thời gian t giây ở (+), H2O đã bị điện phân. 2H2O → O2 + 4e + 4H+ 0,01 →0,04 ⇒nO2 = 0,11−0,1=0,01 mol Ta có n e- nhường trong t (giây) = 0,2 + 0,04 = 0,24 mol Vậy trong thời gian 2t (giây) ne- (nhường, nhận) = 0,24 × 2 = 0,48 mol ⇒ trong t (giây) kế tiếp ở (+) H2O đã điện phân tiếp. 2H2O→O2 + 4e + 4H+ 0,06← 0,24 ⇒ n khí (+) = 0,1 + 0,01 + 0,06 = 0,17 mol ∑n(↑) ở 2 cực trong 2t (giây) = 5,824 : 22,4= 0,26 mol ⇒ ở cực (-) Cu2+ đã hết và H2O đã bị khử thoát H2. ⇒nH2 = 0,26−0,17 = 0,09 mol⇒nH2 = 0,26−0,17 = 0,09 mol (−)Cu+2 + 2e →Cu a→ 2a 2H2O + 2e → H2 + 2OH− 0,18←0,09 Ta có: 2a + 0,18 = 0,48 ⇔ 2a = 0,03 ⇒ a = 0,15 Trang chủ Sách ID Khóa học miễn phí Luyện thi ĐGNL và ĐH 2023
Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 và 0,2 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, thu được 2,464 lít khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở cả hai điện cực là 5,824 lít (đktc). Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của a là A. 0,26. B. 0,24. C. 0,18. D. 0,15. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A, năm 2014) Lời giải  Xem thêm |
