Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO, y mol HSO và z mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân là 100%). Lượng khí sinh ra từ quá trình điện phân và khối lượng AlO bị hòa tan tối đa trong dung dịch sau điện phân ứng với mỗi thí nghiệm được cho ở bảng dưới đây:
Thí nghiệm 1 Thí nghiệm 2 Thí nghiệm 3 Thời gian điện phân (giây) t 2t 3t Lượng khí sinh ra từ bình điện phân (mol) 0,24 0,66 1,05 Khối lượng AlO bị hòa tan tối đa (gam) 6,12 0 6,12
Biết: tại catot ion Cu điện phân hết thành Cu trước khi ion H điện phân tạo thành khí H; cường độ dòng điện bằng nhau và không đổi trong các thí nghiệm trên.
Tổng giá trị (x + y + z) bằng
Điện phân dung dịch chứa x mol CuSO, y mol HSO và z mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân là 100%). Lượng khí sinh ra từ quá trình điện phân và khối lượng AlO bị hòa tan tối đa trong dung dịch sau điện phân ứng với mỗi thí nghiệm được cho ở bảng dưới đây:
Biết: tại catot ion Cu điện phân hết thành Cu trước khi ion H điện phân tạo thành khí H; cường độ dòng điện bằng nhau và không đổi trong các thí nghiệm trên.
Tổng giá trị (x + y + z) bằng
| Thí nghiệm 1 | Thí nghiệm 2 | Thí nghiệm 3 | |
| Thời gian điện phân (giây) | t | 2t | 3t |
| Lượng khí sinh ra từ bình điện phân (mol) | 0,24 | 0,66 | 1,05 |
| Khối lượng AlO bị hòa tan tối đa (gam) | 6,12 | 0 | 6,12 |
Biết: tại catot ion Cu điện phân hết thành Cu trước khi ion H điện phân tạo thành khí H; cường độ dòng điện bằng nhau và không đổi trong các thí nghiệm trên.
Tổng giá trị (x + y + z) bằng
Chọn một phương án bên dưới để kiểm tra đáp án ngay:
Đáp án chính thức: B
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi) Gọi số mol electron truyền qua mỗi thí nghiệm tỉ lệ với thời gian: n(e)₁ = n, 2n, 3n.
Thí nghiệm 1: Al₂O₃ tan tối đa 6,12 g → 0,06 mol Al₂O₃ → dung dịch sau điện phân phải chứa 0,12 mol OH⁻ dư (Al₂O₃ + 2OH⁻ + H₂O → 2AlO₂⁻... thực chất cần 0,12 mol OH⁻). Khí ở anot: Cl₂ và O₂; catot: Cu²⁺ trước, sau đó H₂.
Gọi a = mol Cl⁻ = z (Cl₂ anot), b = mol O₂ anot, c = mol H₂ catot, x = mol Cu.
Thí nghiệm 1: khí = a + b + c = 0,24; electron anot: 2a + 4b = n; electron catot: 2x + 2c = n; OH⁻ dư: dung dịch kiềm nhẹ → Al₂O₃ tan 0,06 mol.
Thí nghiệm 2 (2n): khí = 0,66; Al₂O₃ tan = 0 → dung dịch trung tính hoặc axit nhẹ (không dư OH⁻).
Thí nghiệm 3 (3n): khí = 1,05; Al₂O₃ tan 6,12 g như thí nghiệm 1 → dư OH⁻ như TN1.
Chênh lệch khí TN2 − TN1 = 0,42 mol ứng với khoảng thời gian n electron thứ hai; TN3 − TN2 = 0,39 mol ứng với khoảng n electron thứ ba. Từ đó suy ra trong khoảng thứ hai chỉ còn H₂ (và O₂), Cl⁻ đã hết; khoảng thứ ba chỉ H₂/O₂.
Giải hệ: z (Cl₂) = 0,12 mol; x + y + z: với x = 0,24 (Cu hết sau TN1 vì TN2 không còn dư OH⁻ do Cu²⁺ hết), y = 1,2 → tổng x + y + z = 0,24 + 1,2 + 0,12 = 1,56.
Đáp án B.
Thí nghiệm 1: Al₂O₃ tan tối đa 6,12 g → 0,06 mol Al₂O₃ → dung dịch sau điện phân phải chứa 0,12 mol OH⁻ dư (Al₂O₃ + 2OH⁻ + H₂O → 2AlO₂⁻... thực chất cần 0,12 mol OH⁻). Khí ở anot: Cl₂ và O₂; catot: Cu²⁺ trước, sau đó H₂.
Gọi a = mol Cl⁻ = z (Cl₂ anot), b = mol O₂ anot, c = mol H₂ catot, x = mol Cu.
Thí nghiệm 1: khí = a + b + c = 0,24; electron anot: 2a + 4b = n; electron catot: 2x + 2c = n; OH⁻ dư: dung dịch kiềm nhẹ → Al₂O₃ tan 0,06 mol.
Thí nghiệm 2 (2n): khí = 0,66; Al₂O₃ tan = 0 → dung dịch trung tính hoặc axit nhẹ (không dư OH⁻).
Thí nghiệm 3 (3n): khí = 1,05; Al₂O₃ tan 6,12 g như thí nghiệm 1 → dư OH⁻ như TN1.
Chênh lệch khí TN2 − TN1 = 0,42 mol ứng với khoảng thời gian n electron thứ hai; TN3 − TN2 = 0,39 mol ứng với khoảng n electron thứ ba. Từ đó suy ra trong khoảng thứ hai chỉ còn H₂ (và O₂), Cl⁻ đã hết; khoảng thứ ba chỉ H₂/O₂.
Giải hệ: z (Cl₂) = 0,12 mol; x + y + z: với x = 0,24 (Cu hết sau TN1 vì TN2 không còn dư OH⁻ do Cu²⁺ hết), y = 1,2 → tổng x + y + z = 0,24 + 1,2 + 0,12 = 1,56.
Đáp án B.