by Điện phân 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm CuSO$_{4}$ a mol/l và NaCl 2M (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước) với cường độ dòng điện không đổi 1,25A trong 193 phút. Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 9,195 gam so với dung dịch ban đầu. Giá trị của a là:
A. 0,40
B. 0,50
C. 0,45
D. 0,60
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: D
Phương pháp giải:
Ta có: n$_{e}$ = It/F
Dựa vào số mol e trao đổi chứng minh tại catot nước bị điện phân
Nên m$_{dung dịch giảm}$ = m$_{Cu}$+ m$_{H2}$+ m$_{Cl2}$
Vận dụng định luật bảo toàn electron ta tìm được n$_{Cu}$ → n$_{CuSO4}$ → C$_{M}$ của CuSO$_{4}$
Lời giải chi tiết:
Ta có: n$_{NaCl}$ = 0,2 mol
Ta có: n$_{e}$ = \(\frac{{It}}{F} = \frac{{1,25.193.60}}{{96500}}\) = 0,15 mol
Tại anot:
2Cl$^{-}$ → Cl$_{2 }$+ 2e
0,075← 0,15 mol
Tại catot:
Nếu H$_{2}$O chưa bị điện phân thì n$_{Cu}$ = 0,075 mol
→ m $_{dung dịch giảm}$ = m$_{Cu}$+ m$_{Cl2}$ = 0,075.64 + 0,075.71 = 10,125 > 9,195 → Phải có nước bị điện phân ở catot
Cu$^{2+}$+ 2e → Cu
2H$_{2}$O + 2e → H$_{2}$+ 2OH$^{-}$
Đặt n$_{Cu}$ = x mol; n$_{H2}$ = y mol
Ta có: n$_{e nhận}$ = 2x + 2y = 0,15 mol
Mặt khác, m$_{dung dịch giảm}$ = 64x + 2y + 0,075.71 = 9,195
Giải hệ trên ta có x = 0,06 và y = 0,015
→ a = x/0,1 = 0,6M
Đáp án D
