by Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, hiệu suất 100%, dòng điện có cường độ không đổi), với dung dịch X gồm 0,4 mol CuSO$_{4}$ và 0,25 mol NaCl, sau một thời gian điện phân thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 17,625g so với khối lượng dung dịch X. Cho 18g bột sắt Fe vào Y đến khi kết thức các phản ứng thu được m gam chất rắn. Bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước. Giá trị m là:
A. 14,52
B. 19,56
C. 21,76
D. 16,96
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: B
Phương pháp giải:
+Lập luận ⇒ Cu$^{2+}$ dư; H$_{2}$O bị điện phân ở anot
+Viết phương trình điện phân dưới dạng bán phản ứng
+Đặt ẩn dựa vào m dung dịch giảm và số mol e trao đổi ở catot và anot như nhau lập hệ và giải hệ
Lời giải chi tiết:
Do cho Fe vào X thu được chất rắn ⇒ Y có Cu$^{2+}$ dư tức là Cu$^{2+}$ chưa bị điện phân hết
Do 0,125.71+0,125.64=16,876<17,625⇒ Cl$^{- }$bị điện phân hết, H$_{2}$O bị điện phân ở anot
Catot: Cu$^{2+}$ +2e→ Cu
x 2x x
A. not: Cl$^{-}$ -1e→ 0,5Cl$_{2}$
0,25 0,25 0,125
H$_{2}$O -2e→ 0,5O$_{2}$ + 2H$^{+}$
4y y 4y
+ m $_{dd giảm}$=mCu+mCl$_{2}$+mO$_{2}$⇒ 64x+0,125.71+32y=17,625
+ n $_{e trao đổi}$⇒ 2x=0,25+4y
⇒ x=0,135; y=0,005
Vậy Y gồm: Cu$^{2+}$ dư (0,4-0,135=0,265 mol); H$^{+}$ (0,02 mol)
nFe>nCu$^{2+}$+2nH$^{+}$ ⇒ Fe dư
Fe +2H$^{+}$→ Fe$^{2+}$ + H$_{2}$
0,01← 0,02
Fe +Cu$^{2+}$→ Fe$^{2+}$ + Cu
0,265←0,265 0,265
m $_{chất rắn}$=mCu+mFe dư=0,265.64+18-0,275.56=19,56 gam
Đáp án B
