by Điện phân 100ml dung dịch Fe$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$ 1M (điện cực trơ, không màng ngăn), với cường độ dòng điện I = 2,68A trong thời gian t giờ thì bắt đầu có khí thoát ra ở catot (hiệu suất của quá trình điện phân là 100%). Giá trị của t là:
A. 4
B. 1
C. 6
D. 2
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: D
Phương pháp giải:
Thứ tự điện phân tại catot:
(1) Fe$^{3+}$ + 1e → Fe$^{2+}$
(2) 2H$^{+}$ + 2e → H$_{2}$
(3) Fe$^{2+}$ + 2e → Fe
Tại anot:
H$_{2}$O → 2H$^{+}$ + 0,5 O$_{2}$ + 2e
Do điện phân không màng ngăn nên H$^{+}$ bên anot di chuyển sang catot và bị điện phân trước Fe$^{2+}$ nên sẽ xuất hiện khí H$_{2}$.
Vậy khi bắt đầu có khí thoát ra tức là phản ứng điện phân (1) vừa xảy ra hết.
Lời giải chi tiết:
Ta có: n$_{Fe2(SO4)3 }$= 0,1 mol ⇒ n$_{Fe3+}$ = 0,2 mol
Thứ tự điện phân tại catot:
(1) Fe$^{3+}$ + 1e → Fe$^{2+}$
(2) 2H$^{+}$ + 2e → H$_{2}$
(3) Fe$^{2+}$ + 2e → Fe
Tại anot:
H$_{2}$O → 2H$^{+}$ + 0,5 O$_{2}$ + 2e
Do điện phân không màng ngăn nên H$^{+}$ bên anot di chuyển sang catot và bị điện phân trước Fe$^{2+}$ nên sẽ xuất hiện khí H$_{2}$.
Vậy khi bắt đầu có khí thoát ra tức là phản ứng điện phân (1) vừa xảy ra hết.
(1) Fe$^{3+}$ + 1e → Fe$^{2+}$
0,2 → 0,2
⇒ n$_{e}$ = 0,2 mol
⇒ t = n$_{e}$.F/I = 0,2.96500/2,68 = 7201 giây = 2 giờ
Đáp án D
