by Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4 và 0,12 mol NaCl bằng dòng điện có cường độ 2A. Thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot sau 9650 giây điện phân là
A. 1,344 lít.
B. 2,240 lít.
C. 1,792 lít.
D. 2,912 lít.
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: C
Phương pháp giải:
n$_{Cu2+}$ = 0,2 mol; n$_{Cl-}$ = 0,12 mol
Na$^{+}$, SO$_{4}$$^{2-}$ không tham gia điện phân
Catot (-) : Cu$^{2+}$ , Na$^{+}$, H$_{2}$O Anot (+) : Cl$^{-}$, SO$_{4}$$^{2-}$, H$_{2}$O
Cu$^{2+}$ + 2e → Cu 2Cl$^{- }$ → Cl$_{2}$ + 2e
0,06 ←0,12 → 0,06 0,12 → 0,06 0,12
Số mol Cu giải phóng ra ở catot sau 9650 giây điện phân: n$_{Cu}$ = \(\frac{{It}}{{nF}} = \frac{{2.9650}}{{2.96500}}\)= 0,1 mol
Khi điện phân hết ion Cl$^{-}$ chỉ mới thu được 0,06 mol Cu nên Cu$^{2+}$ tiếp tục điện phân để tạo ra 0,1 – 0,06 = 0,04 mol Cu nữa. Mà khi bên catot ion Cu$^{2+ }$tiếp tục điện phân thì bên anot do Cl$^{-}$ đã điện phân hết nên H$_{2}$O sẽ tiếp tục điện phân.
→ V
Lời giải chi tiết:
n$_{Cu2+}$ = 0,2 mol; n$_{Cl-}$ = 0,12 mol
Na$^{+}$, SO$_{4}$$^{2-}$ không tham gia điện phân
Catot (-) : Cu$^{2+}$ , Na$^{+}$, H$_{2}$O Anot (+) : Cl$^{-}$, SO$_{4}$$^{2-}$, H$_{2}$O
Cu$^{2+}$ + 2e → Cu 2Cl$^{- }$ → Cl$_{2}$ + 2e
0,06 ←0,12 → 0,06 0,12 → 0,06 0,12
Số mol Cu giải phóng ra ở catot sau 9650 giây điện phân: n$_{Cu}$ = \(\frac{{It}}{{nF}} = \frac{{2.9650}}{{2.96500}}\) = 0,1 mol
Khi điện phân hết ion Cl$^{-}$ chỉ mới thu được 0,06 mol Cu nên Cu$^{2+}$ tiếp tục điện phân để tạo ra 0,1 – 0,06 = 0,04 mol Cu nữa. Mà khi bên catot ion Cu$^{2+ }$tiếp tục điện phân thì bên anot do Cl$^{-}$ đã điện phân hết nên H$_{2}$O sẽ tiếp tục điện phân.
Cu$^{2+}$ + 2e → Cu H$_{2}$O →1/2 O$_{2}$ +2 H$^{+}$ + 2e
0,08 ← 0,04 0,02 ←0,08
→ Thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot: V = V$_{Cl2 }$+ V$_{O2 }$=( 0,06 + 0,02) . 22,4 = 1,792 lít
Đáp án C
