Hoà tan 2,64 gam hỗn hợp bột gồm Fe₃O₄ và Cu (tỉ lệ mol tương ứng là 2:1) trong dung dịch HCl vừa đủ, thu được dung dịch X. Cho toàn bộ X tác với dung dịch chứa 0,11 mol AgNO₃, thu được kết tủa Y, dung dịch Z. Đem điện phân dung dịch Z với cường độ dòng điện không đổi 5 A. Đồ thị biểu diễn về độ giảm khối lượng dung dịch Z với thời gian t như sau



Giá trị của a và x lần lượt là

(AI giải đề cho tôi) nFe₃O₄ = 0,01 mol; nCu = 0,005 mol. Sau khi hoà tan trong HCl: Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O; 2FeCl₃ + Cu → 2FeCl₂ + CuCl₂. X chứa: FeCl₂ 0,02 mol; FeCl₃ 0,01 mol; CuCl₂ 0,005 mol (tổng Cl⁻ = 0,08 mol).
Cho AgNO₃ 0,11 mol: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl (tủa Y), dùng hết 0,08 mol Ag⁺; còn 0,03 mol Ag⁺ oxi hoá Fe²⁺: Ag⁺ + Fe²⁺ → Ag + Fe³⁺ (Fe²⁺ 0,02 mol hết, còn Ag⁺ 0,01 mol). Z chứa: Fe³⁺ 0,03 mol; Cu²⁺ 0,005 mol; Ag⁺ 0,01 mol.
Điện phân (anode: 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e):
- Giai đoạn 1: Ag⁺ + e → Ag (0,01 mol e). Giảm khối lượng = 0,01×108 + 0,01/4×32 = 1,08 + 0,08 = 1,16 g (khớp đồ thị). Thời gian x = 0,01×96500/5 = 193 giây.
- Giai đoạn 2: Fe³⁺ + e → Fe²⁺ (0,03 mol e), chỉ mất O₂ ở anode: giảm 0,24 g.
- Giai đoạn 3: Cu²⁺ + 2e → Cu (0,01 mol e).
Tại t = 868,5 s: số mol e = 868,5×5/96500 = 0,045 mol, tức đã qua Ag⁺ (0,01), Fe³⁺ (0,03) và 0,005 mol e trong giai đoạn Cu. Khối lượng giảm a = 1,16 + 0,24 + (0,0025×64 + 0,005/4×32) = 1,60 g.
Vậy a = 1,60 và x = 193.