Bài tập điện phân hỗn hợp muối
-
903 lượt thi
-
28 câu hỏi
-
30 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Điện phân dung dịch hồn hợp chứa 0,04 mol AgNO3 và 0,05 mol Cu(NO3)2, điện cực trơ, dòng điện 5A, trong 32 phút 10 giây. Khối lượng kim loại bám vào catot là
Trả lời:
\[{n_{{e_{td}}}} = \frac{{5.1930}}{{96500}} = 0,1mol\]
Catot gồm Ag+ và Cu2+ bị oxi hóa
Ag+ + 1e → Ag
0,04 0,04
Cu2+ + 2e → Cu
0,06 →0,03
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{n_{Ag}} = 0,04mol}\\{{n_{Cu}} = \frac{{0,1 - 0,04}}{2} = 0,03mol}\end{array}} \right.\)
=>mKL= 0,04.108 + 0,03.64 = 6,24g
Đáp án cần chọn là: A
Câu 2:
Điện phân dung dịch X gồm 0,04 mol AgNO3 và 0,06 mol Fe(NO3)3 với I = 5,36A, điện cực trơ, sau t giây thấy catot tăng 5,44 gam. Giá trị của t là
Trả lời:
mAg = 4,32g =>mFe(bị điện phân) = 5,44 – 4,32 = 1,12g =>nFe = 0,02 mol
Ag+ + 1e → Ag
0,04 0,04
Fe3++ 1e → Fe2+
0,06 0,06
Fe2+ + 2e → Fe
0,04 0,02
=>netđ= 0,04 + 0,1 = 0,14 mol
Mà \[{n_{{e_{td}}}} = \frac{{It}}{F} = 0,1molt \Rightarrow t = \frac{{F.{n_{{e_{t{\rm{d}}}}}}}}{I} = \frac{{96500.0,14}}{{5,36}} = 2520,522s\]
Đáp án cần chọn là: A
Câu 3:
Điện phân 500 ml dung dịch hỗn họp FeSO4 0,1M, Fe2(SO4)3 0,2M và CuSO4 0,1M với điện cực trơ. Điện phân cho đến khi khối lượng catot tăng 8,8 gam thì ngừng điện phân. Biết cường độ dòng điện đem điện phân là 10A. Thời gian điện phân là:
Trả lời:
nFe3+ = 0,2 mol ; nCu2+ = 0,05mol ; nFe2+ =0,05mol
mtăng = mCu + mFe =>mFe = 8,8 – 0,05.64 = 5,6g =>nFe = 0,1mol
Các ion đã điện phân ở catot: Fe3+ , Cu2+, Fe2+ điện phân 1 phần
netđ = nFe3+ + 2nCu2+ + 2nFe2+ = 0,2 + 0,05.2 + 0,1.2 = 0,5 mol
\[ \Rightarrow t = \frac{{F.{n_{{e_{t{\rm{d}}}}}}}}{I} = \frac{{96500.0,5}}{{10}} = 4825s\]
Đáp án cần chọn là: C
Câu 4:
Điện phân 400ml dd AgNO3 0,2M và Cu(NO3)2 0,1M với cường độ dòng điện I = 10A, anot bằng Pt. Sau thời gian t, ta ngắt dòng điện, thấy khối lượng catot tăng thêm m gam trong đó có 1,28 gam Cu. Thời gian điện phân t là (hiệu suất điện phân là 100%)
Trả lời:
Sinh ra 1,28 g Cu tương đương 0,02 mol Cu mà nCu(NO3)2 = 0,04 >0,02
→ Cu(NO3)2 bị điện phân 1 phần → AgNO3 điện phân hết
nAgNO3 = 0,08mol
Ag+ + 1e → Ag
0,08 → 0,08
Cu2+ + 2e → Cu
0,04 0,02
=>netđ= 0,04 + 0,08 = 0,12 mol
\( \Rightarrow t = \frac{{F.{n_{{e_{t{\rm{d}}}}}}}}{I} = \frac{{96500.0,12}}{{10}} = 1158s\)
Đáp án cần chọn là: B
Câu 5:
Điện phân 200 ml dung dịch AgNO3 0,4M và Cu(NO3)2 0,2M với điện cực trơ. Sau một thời gian điện phân lấy catot ra làm khô cân lại thấy tăng m gam, trong đó có 1,28 gam Cu. Giá trị của m là
Trả lời:
Sinh ra 1,28 g Cu tương đương 0,02 mol Cu mà nCu(NO3)2 = 0,04 >0,02
→ Cu(NO3)2 bị điện phân 1 phần → AgNO3 điện phân hết
nAgNO3 = 0,08mol
Ag+ + 1e → Ag
0,08 → 0,08
Cu2+ + 2e → Cu
0,04 0,02
=>mAg = 0,08.108 = 8,64g
=>mcatot tăng = 8,64 + 0,02.64 = 9,92g
Đáp án cần chọn là: D
Câu 6:
Tiến hành điện phân hoàn toàn dung dịch X chứa 200 ml dung dịch AgNO3 và Cu(NO3)2 thu được 56 gam hỗn họp kim loại ở catot và 4,48 lít khí ở anot (đktc). Nồng độ mol AgNO3 và Cu(NO3)2 trong X lần lượt là
Trả lời:
nAgNO3 = x mol , nCu(NO3)2 = y mol
Catot (-) Cu2+,Ag+, H2O (1) Ag+ + 1e → Ag x → x → x (2) Cu2+ + 2e → Cu y →2y → y | Anot (+) NO3- , H2O (1) H2O → 2H+ +1/2 O2 + 2e 0,2 → 0,8 |
m(kim loại) = 56g =>108x + 64y = 56
n(khí) = 4,48/22,4 = 0,2 mol =>x + 2y = 0,8
=>x = 0,4 và y = 0,2
=>CM(AgNO3) = 2M , CM(Cu(NO3)2) = 1M
Đáp án cần chọn là: A
Câu 7:
Điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 0,2 M và AgNO3 0,1 M với cường độ dòng điện I = 3,86A. Thời gian điện phân để thu được 1,72 gam kim loại bám trên catot là:
Trả lời:
Khi điện phân dung dịch chứa nhiều ion kim loại, ion nào có tính oxy hóa mạnh bị điện phân trước
Tính oxi hóa của Ag+ >Cu2+ nên Ag+ bị điện phân trước
(-) Ag+ + e → Ag
0,01 0,01 0,01
=>mAg = 0,01.108 = 1,08 (gam) < 1,72 (gam)
=>Cu2+ bị điện phân
Cu2+ + 2e → Cu
0,02 0,01
\[{n_{Cu}} = \frac{{1,72 - 1,08}}{{64}} = 0,01(mol)\]
\( \Rightarrow \sum {n_{(e{\kern 1pt} \,nhan)}} = 0,03(mol)\)
\[ \Rightarrow {n_e} = \frac{{It}}{F} \Rightarrow t = \frac{{0,03.96500}}{{3,86}} = 750(gi\^a y)\]
Đáp án cần chọn là: C
>Câu 8:
Điện phân 100 ml dung dịch X gồm KCl 0,1M và Cu(NO3)2 0,2M với cường độ dòng điện 5A trong 579 giây, điện cực trơ, màng ngăn xốp. Giả sử nước bay hơi không đáng kể. Độ giảm khối lượng của dung dịch sau khi điện phân là:
Trả lời:
\[{n_e} = \frac{{It}}{F} = \frac{{5.579}}{{96500}} = 0,03(mol)\]
Catot: nCu2+ = 0,02 (mol)
Cu2+ + 2e → Cu
0,02 0,04
ne = 0,04 >0,03 =>Cu2+ dư
=>nCu = 0,03/2 = 0,015 (mol)
Anot: nCl- = 0,01 < 0,03 =>Cl- hết, có H2O điện phân>
2Cl- → Cl2 + 2e
0,01 0,005 0,01
H2O → 1/2O2 + 2H+ + 2e
0,005 0,02
=>m dung dịch giảm = mCu + mCl2 + mO2 = 0,015.64 + 0,005.71 + 0,005.32 = 1,475 (g)
Đáp án cần chọn là: A
Câu 9:
Điện phân với các điện cực trơ dung dịch hồn hợp gồm 0,2 mol CuSO4 và 0,12 mol HCl trong thời gian 2000 giây với dòng điện có cường độ là 9,65A (hiệu suất của quá trình điện phân là 100%). Khối lượng Cu thoát ra ở catot và thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot là
Trả lời:
\[{n_e} = \frac{{2000.9,65}}{{96500}} = 0,2(mol)\]
Do trong dung dịch điện phân có Ion Cl- nên tại cực dương giai đoạn đầu Cl- bị oxy hóa.
Anot:
2Cl- → Cl2 + 2e
0,12 0,06 0,12 < 0,2
=>H2O đã bị điện phân
2H2O → O2 + 4e + 4H+
0,02 0,08
=>V = (0,06 + 0,02).22,4 = 1,792 (lit)
Catot:
Cu2+ + 2e → Cu
0,2 0,4 >0,2
=>Cu2+ điện phân một phần
=>nCu = 0,2/2 = 0,1 (mol)
=>mCu = 0,1.64 = 6,4 (gam)
Đáp án cần chọn là: C
>Câu 10:
Điện phân 100 ml dung dịch chứa: FeCl3 1M, FeCl2 2M, CuCl2 1M và HCl 2M với điện cực trơ, màng ngăn xốp, I = 5A trong 2 giờ 40 phút 50 giây thì ở catot tăng m gam. Giá trị của m là
Trả lời:
t = 9650 (giây)
\[{n_e} = \frac{{It}}{F} = \frac{{5.9650}}{{96500}} = 0,5(mol)\]
Theo bài ra, dung dịch có 0,1 mol Fe3+, 0,1 mol Fe2+ và 0,1 mol Cu2+ và 0,3 mol H+
Thứ tự điện phân ở catot là :
Fe3+ + 1e → Fe2+
0,1 0,1 0,1
Cu2+ + 2e → Cu
0,1 0,2 0,1
2H+ + 2e → H2
0,2←0,2→0,1
=>m = 0,1.64 = 6,4 (gam)
Đáp án cần chọn là: B
Câu 11:
Điện phân 200 ml dung dịch Y gồm KCl 0,1M và Cu(NO3)2 0,2M với cường độ dòng điện 5A trong thời gian 1158 giây, điện cực trơ, màng ngăn xốp. Giả sử nước bay hơi không đáng kể. Độ giảm khối lượng của dung dịch sau khi điện phân là
Trả lời:
\[{n_e} = \frac{{It}}{F} = \frac{{5.1158}}{{96500}} = 0,06(mol)\]
Dễ dàng tính đc số mol của các chất ban đầu là 0,02 mol (KCl), 0,04 mol Cu(NO3)2Catot (-):
Cu2+ :0,04
Cu2+ + 2e → Cu0,04 0,08 >ne
\[ \Rightarrow {m_{Cu}} = \frac{{{n_e}}}{2}{\rm{.64 = }}0,03.64 = 1,92{\rm{\;}}\left( {gam} \right)\]
Tại Anot (+): Cl-, NO3-, H2O:2Cl- → Cl2 + 2e0,02 0,01 0,02 < 0,06Vậy có thêm H2O điện phân tại Anot:2H2>
O → 4H+ + 4e + O2 0,04 0,01Vậy độ giảm dung dịch là: m dung dịch giảm = 1,92 + 0,01.71 + 0,01.32 = 2,95 (gam)Đáp án cần chọn là: D
Câu 12:
Dung dịch X chứa HCl, CuSO4, Fe2(SO4)3. Lấy 400 ml dung dịch X đem điện phân với điện cực trơ, I = 7,72A đến khi ở catot thu được 5,12 gam Cu thì dừng lại. Khi đó chỉ thu được 0,1 mol một chất khí duy nhất thoát ra ở anot. Thời gian điện phân và nồng độ [Fe2+] sau điện phân lần lượt là
Trả lời:
nCu = 0,08 (mol)
Catot:
Fe3+ + 1e → Fe2+
x x
Cu2+ + 2e → Cu
0,08 0,16 0,08
Anot: chỉ thu được 1 khí nên phải là Cl2
2Cl- - 2e → Cl2
0,2 0,1
Theo định luật bảo toàn e, ta có:
x + 0,16 = 0,2 =>x = 0,04 (mol)
=>[Fe2+] = 0,04/0,4 = 0,1 (M)
\[{n_e} = \frac{{It}}{F} \Rightarrow t = \frac{{{n_e}F}}{I} = \frac{{0,2.96500}}{{7,72}} = 2500(s)\]
Đáp án cần chọn là: B
Câu 13:
Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp hai muối CuCl2 và Cu(NO3)2 một thời gian, ở anot của bình điện phân thoát ra 448 ml hồn hợp khí (đktc) có tỉ khối so với H2 bằng 25,75 và có m gam kim loại Cu bám trên catot (biết trên catot không có khí thoát ra). Giá trị của m là:
Trả lời:
n khí = 0,02 (mol)
Do có hỗn hợp khí nên ở Anot Cl- đã điện phân hết và đến H2O điện phân
Hỗn hợp khí là : Cl2 và O2 có số mol lần lượt là x, y.
\( \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x + y = 0,02}\\{\frac{{71x + 32y}}{{2(x + y)}} = 25,75}\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x + y = 0,02}\\{71x + 32y = 1,03}\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 0,01}\\{y = 0,01}\end{array}} \right.\)
2Cl- - 2e → Cl2
0,02 0,01
2H2O - 4e → O2 + 4H+
0,04 0,01
=>ne = 0,06 (mol)
ở Catot chưa có khí thoát ra tức là Cu2+ dư
=>mCu = 0,03.64 = 1,92 (gam)
Đáp án cần chọn là: C
Câu 14:
Điện phân dung dịch NaOH với cường độ dòng điện là 10A trong thời gian 268h. Sau khi điện phân còn lại 100 gam dung dịch NaOH có nồng độ 24%. Nồng độ của dung dịch NaOH trước điện phân là:
Trả lời:
Quá trình điện phân NaOH thực chất là quá trình điện phân H2O:
Ở catot: 2H2O + 2e -------->2OH- + H2
Anot: 2H2O - 4e ------->4H+ + O2
nelectron trao đổi = 100 mol
m dung dịch ban đầu = 100 + 100.32/4 + 100.2/2 = 1000 gam
C%NaOH = 0,24.100/1000 = 2,4%
Đáp án cần chọn là: B
Câu 15:
Điện phân dung dịch hồn hợp gồm 0,1 mol FeCl3, 0,2 mol CuCl2 và 0,1 mol HCl (điện cực trơ). Khi ở catot bắt đầu thoát khí thì ở anot thu được V lít khí (đktc). Biết hiệu suất của quá trình điện phân là 100%. Giá trị của V là:
Trả lời:
khi điện phân thì
bên catot ta có
Fe3+ +1e ->Fe2+
0,1 0,1
Cu2+ +2e ->Cu
0,2 ->0,4
vì theo dữ liệu bên này bắt đầu có khí nên ta dừng lại ở đây e nhận khi đó =0,5
bên anot: 2Cl- +2e ->Cl2
Do e nhường = e nhận=0,5 mol
=>Cl- dư =>nCl2=0,5/2=0,25mol =>V = 5,6 lít
Đáp án cần chọn là: B
Câu 16:
Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm KCl và CuSO4 vào nước, thu được dung dịch Y. Điện phân dung dịch Y với điện cực trơ màng ngăn xốp, đến khi H2O bị điện phân tại cả 2 điện cực thì dừng điện phân. Số mol khí ở anot thoát ra bằng 4 lần số mol khí thoát ra tại catot. Phần trăm khối lượng của CuSO4 trong X là
Trả lời:
Tại A có 2Cl- → Cl2 + 2e
Tại K có Cu+2 +2e → Cu
2H2O + 2e → 2OH- +H2
Bảo toàn e có 2nCl2 = 2nCu + 2nH2
Vì nCl2 = 4nH2 nên 2nCl2 = 2nCu + ½ nCl2 → nCu = ¾ . nCl2 \[ \to \frac{{{n_{CuS{O_4}}}}}{{{n_{KCl}}}} = \frac{3}{8}\]
\[{\rm{\% }}CuS{O_4} = \frac{{3.160}}{{3.160 + 8.74,5}}.100{\rm{\% }} = 44,61{\rm{\% }}\]
Đáp án cần chọn là: D
Câu 17:
Điện phân dung dịch X chứa a mol Cu(NO3)2 và 0,2 mol NaCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, thu được 3,36 lít khí ở anot( đktc) và dung dịch Y. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở cả 2 điện cực là 7,84 lít (đktc). Cho dung dịch Y phản ứng tối đa với m gam Fe tạo ra khí NO(sản phẩm khử duy nhất). Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của m là
Trả lời:
Khi điện phân t giây thì nkhí(A) = 0,15 mol >½ nCl nên khi này đã xảy ra cả điện phân nước
Tại A : 2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Ta có nCl2 = ½ .nCl = 0,1 mol nên nO2 = nkhí - nCl2 = 0,15 -0,1 =0,05 mol
=>ne trao đổi = 2nCl2 + 4nO2 = 2.0,1 + 4.0,05 = 0,4 mol
Khi điện phân 2t giây thì ne trao đổi = 0,4.2 = 0,8 mol
Tại A : 2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Nên có 0,1 mol khí Cl2 và có 0,15 mol O2
Tại K : Cu+2 + 2e → Cu
2 H2O + 2e → 2OH- + H2
Số mol khí thoát ra ở cả hai cực là nkhí =7,84 : 22,4 = 0,35 = 0,1 + 0,15 + nH2 → nH2 = 0,1mol
Tại K thì ne trao đổi = 0,8 = 2nCu + 2nH2 = 2nCu + 2.0,1 =>nCu = 0,3 mol
=>a =0,3 mol =>tại thời điểm t giây thì nCu(2+) bị điện phân = 0,4:2 =0,2 mol
Dung dịch Y thu được sau điện phân t giây có Na+ : 0,2 mol; NO3- : 0,6 mol và H+ : 0,2 mol; Cu2+ :0,1 mol
Y + Fe thì 3Fe + 8H+ +2NO3- → 3Fe+2 + 4H2O + 2NO
=>Phản ứng có H+ hết nên tính theo H+ =>nFe phản ứng = 3/8 . nH+ = 3: 8 . 0,2 = 0,075 mol
Fe + Cu2+ → Fe2+ +Cu
=>mFe = m = (0,075+0,1).56 = 9,8g
Đáp án cần chọn là: B
Câu 18:
Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CuSO4 và FeCl3 vào nước dư thu được dung dịch X. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ đến khi ở anot thoát ra 0,2 mol hỗn hợp khí có tỉ khối hơi so với H2 bằng 30,625 thì dừng lại. Dung dịch thu được sau điện phân có chứa 2 muối có nồng độ mol bằng nhau. Giả sử hiệu suất của quá trình điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của m là
Trả lời:
Hai khí thoát ra ở anot là Cl2 và O2:
Ta có hệ phương trình:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\sum {n_{hh}} = {n_{C{l_2}}} + {n_{{O_2}}} = 0,2}\\{\sum {m_{hh}} = 71{n_{C{l_2}}} + 32{n_{{O_2}}} = 30,625.2.0,2}\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{n_{C{l_2}}} = 0,15}\\{{n_{{O_2}}} = 0,05}\end{array}} \right.\)
Sau phản ứng thu được 2 muối có nồng độ bằng nhau → số mol 2 muối bằng nhau
→ Fe3+ điện phân hết, Cu2+ điện phân dư
BTNT "Cl": 3nFeCl3 = 2nCl2 → nFeCl3 = 2/3. 0,15 = 0,1 (mol)
→ nCu2+ dư = nFe2+ = nFe3+ = 0,1 (mol)
Đặt nCu2+ điện phân = a (mol)
BT e ta có: 0,1 + 2a = 0,3 + 0,2 → a = 0,2 (mol)
BTNT "Cu": nCuSO4 = nCu2+ điện phân + nCu2+ dư = 0,2 + 0,1 = 0,3 (mol)
→ m = mCuSO4 + mFeCl3 = 0,3.160 + 0,1.162,5 = 64,25 (g)
Đáp án cần chọn là: B
Câu 19:
Dung dịch hỗn hợp X gồm NaCl 0,6M và CuSO40,5M. Điện phân 100 ml dung dịch X (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước hay sự bay hơi của nước) với cường độ dòng điện không đổi 0,5A trong thời gian t giây. Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 4,85 gam so với dung dịch ban đầu. Giá trị của t là
Trả lời:
Ban đầu dung dịch X chứa nNaCl=0,06nNaCl=0,06 mol và nCuSO4=0,05nCuSO4=0,05 mol
Tại A : 2Cl- → Cl2 + 2e
Tại K thì Cu+2 +2e → Cu
Vì nCl < 2nCu >
nên điện phân thì Cl- hết trướcTại thời điểm Cl- hết thì nCu = nCl : 2 = 0,06 : 2 =0,03 mol
Khi đó mdd giảm = mCl2 + mCu = 0,03.71 + 0,03.64 = 4,05 g < 4,85 g nên tại A xảy ra điện phân nước
\[2{H_2}O \to 4{H^ + } + {O_2} + 4e\]
Tại thời điểm Cu2+ bị điện phân hết thì mdd giảm = mCl2 + mCu + mO2
= 0,03.71 + 0,05.64 + mO2 = 5,33 + mO2 >4,85
Nên Cu2+ chưa điện phân hết
Đặt nO2 = x mol thì theo bảo toàn e có
\[{n_{C{u^{2 + }}}} = \frac{{({n_{C{l^ - }}} + 4{n_{{O_2}}})}}{2} = \frac{{(0,06 + 4x)}}{2} = 0,03 + 2xmol\]
Khối lượng dung dịch sau điện phân giảm là
mdd giảm = mCu + mCl2 + mO2
= (0,03 + 2x).64 + 0,03.71 + 32x = 4,85
=>x = 0,005 mol =>nCu = 0,03 + 0,005.2 = 0,04 mol
=>ne trao đổi = 2nCu = \[\frac{{I.t}}{F} = \frac{{0,5.t}}{{96500}}\] = 2.0,04 =0,08 nên t = 15440 (s)
Đáp án cần chọn là: B
>Câu 20:
Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp gồm CuSO4 và NaCl (tỉ lệ mol tương ứng 1:3) với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi 2A. Sau thời gian điện phân t (giờ) thu được dung dịch Y (chứa 2 chất tan) có khối lượng giảm 12,45 gam so với dung dịch X. Dung dịch Y phản ứng vừa hết với 3,06 gam Al2O3. Bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước, hiệu suất điện phân 100%. Giá trị của t gần nhất với giá trị nào sau đây?
Trả lời:
nCuSO4 = x(mol); nNaCl = 3x (mol)
Dung dịch X chứa 2 chất tan gồm: Na+: 3x (mol); SO4 2-: x mol =>nOH - = x mol
Mặt khác nAl2O3 = 0,03 (mol) =>nOH - = 2nAl2O3 = 0,06 (mol)
Xét tại cực Catot: nCu = 0,06 mol; nH2 = a mol
Anot: nCl2 = 0,09 mol; nO2 = b mol
=>0,06 * 64 + 2a + 0,09 * 71 +32b = 12,45 (1)
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 2a - 4b = 0,06 (2)
Từ (1) và (2) =>a = 0,15; b = 0,06
=>ne trao đổi = 0,42 (mol)
=> ne trao đổi= It/F =>t = 5,63 h
Đáp án cần chọn là: D
Câu 21:
Điện phân dung dịch X gồm 0,2 mol NaCl và a mol Cu(NO3)2 (với các điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không thay đổi), thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 17,5 gam so với khối lưọng của X. Cho m gam Fe vào Y đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Z, khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và (m - 0,5) gam hỗn hợp kim loại. Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%, nước bay hơi không đáng kể. Giá trị của a là
Trả lời:
Y + Fe sinh ra khí NO =>Y chứa H+ =>nước bị điện phân bên anot
Y +Fe sinh ra hỗn hợp kim loại =>Cu2+ còn dư
* Anot: nCl2 = 0,1 mol; nO2 = x mol
* Catot nCu = y mol
Bảo toàn e ta có: 0,1 * 2 + 4x = 2y
m giảm = 0,1 * 71 + 32x +64y = 17,5
=>x = 0,025; y = 0,15
nH+ = 4nO2 = 0,1 (mol) =>nNO = nH+/4 = 0,025 (mol)
nCu2+ dư =z
Bảo toàn electron: 2nFepứ=3nNO + 2nCu2+dư
=>nFepứ= z+ 0,0375 (mol)
=>m - 56*(z+0,0375)+64z = m -0,5 =>z =0,2
Bảo toàn Cu =>a = y +z = 0,35 (mol)
Đáp án cần chọn là: D
Câu 22:
Điện phân 800 ml dung dịch gồm NaCl, HCl và CuCl2 0,02M (điện cực trơ, màng ngăn xốp) với cường độ dòng điện 9,65A. Mối liên hệ giữa thời gian điện phân và pH của dung dịch điện phân được biểu diễn bằng đồ thị dưới đây (giả sử muối đồng không bị thủy phân):
Giá trị của t trên đồ thị là
Trả lời:
* Giai đoạn 1: pH = 2 =>[H+] = 0,01 =>nHCl = 0,008 (mol)
* Giai đoạn 3: pH = 13 =>[OH-] = 0,1 =>nNaOH = 0,08 (mol) =>nNaCl = 0,08 (mol)
nCuCl2 = 0,08*0,02 = 0,016 (mol)
=>nCl- = 2 * nCuCl2 + nHCl + nNaOH = 0,12 (mol)
Vì ở giai đoạn 3, nước đã bị điện phân bên catot (sinh ra OH-) nên bên anot chỉ có Cl- điện phân.
=>nCl- = ne trao đổi = 0,12 (mol)
=> ne trao đổi = It/F =>t = 1200s
Đáp án cần chọn là: C
Câu 23:
Điện phân dung dịch X chứa Cu(NO3)2 và NaCl với điện cực trơ. Tổng thể tích khí thoát ra ở cả 2 điện cực (V lít) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t giây) theo đồ thị bên. Nếu điện phân X trong thời gian 3,5a giây thì thu được dung dịch có khối lượng giảm m gam so với dung dịch X. Giả thiết các chất điện phân ra không tan trong dung dịch. Giá trị của m là:
Trả lời:
Đoạn 1: Chỉ có khí Cl2 thoát ra.
Đặt VCl2 = x (lít)
Đoạn 2: Chỉ có khí O2 thoát ra. (do khí thoát ra nó thoải hơn so với đoạn 3)
Mà ta thấy giá trị V lúc này gấp đôi đoạn tại thời điểm t = a (giây)
Do đó VO2 = 2x - x = x (lít)
Đoạn 3: Anot có O2 tiếp tục thoát ra. Còn ở catot có H2 thoát ra.
Trong đoạn 3 này thời gian bằng nửa đoạn 2 nên VO2 = 0,5x (lít)
Bảo toàn electron ta tính được VH2 = x (lít)
Tổng cộng 3 đoạn thì khí thoát ra gồm Cl2 (x lít), O2 (1,5x lít) và H2 (x lít)
Suy ra x + 1,5x + x = 7,84 → x = 2,24 lít
Ban đầu: nNaCl =2.nCl2 = 0,2 mol
Ta có: nCu(NO3)2 = nCu = nCl2 + 2.nO2 (đoạn 2) = 0,3 mol
Tại thời điểm t = a (giây): ne trao đổi = 2nCl2 = 2.2,24 : 22,4 = 0,2 mol
Tại thời điểm 3,5a (giây) (thuộc đoạn 3) ta có: ne trao đổi = 3,5. 0,2 = 0,7 mol
Catot:
Cu2+ + 2e → Cu
0,3 → 0,6 0,3 mol
H2O + 2e → H2 + 2OH-
0,1 → 0,05 mol
Anot:
2Cl- -2e → Cl2
0,2 0,2 0,1 mol
2H2O - 4e → O2 + 4H+
0,5 0,125 mol
Khi đó thu được 0,3 mol Cu ; 0,05 mol H2 ở catot và 0,1 mol Cl2 và 0,125 mol O2 ở anot.
Khối lượng dung dịch giảm chính là khối lượng các chất thoát ra ở các điện cực.
Do đó m = mCu + mH2 + mCl2 + mO2 = 0,3.64 + 0,05.2 + 0,1.71 + 0,125.32 = 30,4 (gam)
Đáp án cần chọn là: D
Câu 24:
Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) dung dịch X chứa a mol MSO4 (M là kim loại) và 0,3 mol KCl trong thời gian t giây, thu được 2,24 lít khí ở anot (đktc) và dung dịch Y có khối lượng giảm m gam so với khối lượng dung dịch X. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được dung dịch Z có khối lượng giảm 19,6 gam so với khối lượng dung dịch X. Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Phát biểu nào sau đây là đúng?
Trả lời:
Tại anot:
nCl2 max = 0,5.nKCl = 0,15 mol
- Thời điểm t giây, nCl2 max >nkhí = 0,1 mol → Cl- chưa bị điện phân hết
Cl- → 0,5 Cl2 + 1e
0,2 ← 0,1 → 0,2
→ ne(t) = 0,2 mol
- Thời điểm 1,4t giây:
ne(1,4t) = 1,4.ne(t) = 0,28 mol < nCl->
= 0,3 mol→ H2O chưa bị điện phân ở anot
Đáp án cần chọn là: D
Câu 25:
Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 và NaCl bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện I = 5A, sau thời gian 6176 giây thì dừng điện phân. Để yên bình điện phân đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,06 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và dung dịch X. Cho 400 ml dung dịch NaOH 1M vào X, lọc bỏ kết tủa, thu được dung dịch Y không màu. Cô cạn Y, lấy phần rắn đem nung đến khối lượng không đổi, thu được 29,64 gam chất rắn. Giá trị m là
Trả lời:
\[{n_e} = \frac{{It}}{F} = \frac{{5.6176}}{{96500}} = 0,32(mol)\]
Đặt mol của Cu(NO3)2 và NaCl trong hỗn hợp đầu lần lượt là x, y (mol)
- Do sinh ra khí NO nên có phản ứng của Cu với H+ và NO3- → Ở anot thì Cl- bị đp hết, H2O đang điện phân
TH1: Ở catot H2O chưa bị điện phân
Các quá trình điện phân tại các điện cực là:
Catot: Cu2+ + 2e → Cu
0,16 ← 0,32 → 0,16
Anot: Cl- → 0,5 Cl2 + 1e
H2O → 2H+ + 0,5 O2 + 2e
- Xét phản ứng tạo NO:
3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
0,09 ← 0,24 ← 0,06 ← 0,09 ← 0,06
(do nCu2+ >0,16 mol → nNO3- >0,32 mol → H+ hết)
Dung dịch Y chứa: Cu2+ (x - 0,16 + 0,09 = x - 0,07); Na+ (y) ; NO3- (2x - 0,06)
BTĐT → 2.(x - 0,07) + y = 2x - 0,06 → y = 0,08
- Cho 0,4 mol NaOH vào Y thu được dd không màu nên Cu2+ hết:
+) Nếu chất rắn chỉ chứa: Na+; NO3-
→ nNa+ = 0,08 + 0,4 = 0,48 mol
→ Chất rắn sau khi nung chứa 0,48 mol NaNO2
→ mNaNO2 = 0,48.69 = 33,12 gam ≠ 29,64 gam (loại)
+) Chất rắn chứa: Na+ (0,48); NO3- (2x-0,06) và OH-
BTĐT → nOH- = 0,54 - 2x (mol)
Chất rắn sau nung chứa: Na+ (0,48) và NO2- (2x-0,06) và OH- (0,54-2x)
→ 23.0,48+ 46(2x-0,06) + 17(0,54-2x) = 29,64
→ x = 0,21
Vậy m = 0,21.188 + 0,08.58,5 = 44,16 gam
TH2: Ở catot H2O đã bị điện phân (HS tự xét)
Đáp án cần chọn là: A
Câu 26:
Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CuSO4 và FeCl3 vào nước dư thu được dung dịch X. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ đến khi ở anot thoát ra 0,2 mol hỗn hợp khí có tỉ khối hơi so với H2 bằng 30,625 thì dừng lại. Dung dịch thu được sau điện phân có chứa 2 muối có nồng độ mol bằng nhau. Giả sử hiệu suất của quá trình điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của m là
Trả lời:
Khí tại anot gồm nCl2 = 0,15 mol; nO2 = 0,05 mol
=>Bảo toàn nguyên tố Cl =>nFeCl3 = 0,1 mol
=>Dung dịch sau phản ứng có chứa Cu2+ và Fe2+
=>Tại catot chỉ có chứa kim loại Cu
=>Sau điện phân dung dịch gồm: nCuSO4 = nFeSO4 = 0,1 (mol) và H2SO4 = x (mol)
Bảo toàn nguyên tố S =>nCuSO4 (ban đầu) = nS = 0,2 +x
=>nCu ở catot = 0,1 + x (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn =>nFe3+ + 2 * nCu (catot) = 2 nCl2 + 4nO2
=>0,1 + 2 * (0,1 +x) = 0,5 =>x = 0,1 (mol)
m = nCuSO4 (ban đầu) + nFeCl3 = 0,3 * 160 + 0,1 * 162,5 = 64,25 (gam)
Đáp án cần chọn là: B
Câu 27:
Điện phân dung dịch X chứa m gam CuSO4 và 0,2 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi). Trong thời gian t giây, thu được 2,464 lít khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở cả hai điện cực là 5,824 lít (đktc). Biết hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của m là:
Trả lời:
Các quá trình có thể xảy ra ở 2 điện cực:
+) Catot: Cu2+ + 2e → Cu
2H2O + 2e → 2OH- + H2
+) Anot: 2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
- Khi điện phân trong t giây:
nkhí Anot = 2,464: 22,4 = 0,11 mol
nCl2 = 0,5nCl- = 0,1 mol < 0,11 =>Nước đã bị điện phân ở Anot>
=>nO2 = nkhí anot – nCl2 = 0,11 – 0,1 = 0,01 mol
=>ne trao đổi = 2nCl2 + 4nO2 = 2.0,1 + 4.0,01 = 0,24 mol
- Khi điện phân trong 2t giây:
=>Số mol electron trao đổi sẽ gấp đôi: ne trao đổi = 2.0,24 = 0,48 mol
+) Tại Anot: nCl2 = 0,1 mol
Có: ne = 2nCl2 + 4nO2 =>nO2 = ¼ (0,48 – 2.0,1) = 0,07 mol
=>nkhí Anot = nCl2 + nO2 = 0,1 + 0,07 = 0,17 mol
nkhí = 5,824: 22,4 = 0,26 mol >0,17 =>Nước bị điện phân ở Catot
=>nH2(Catot) = 0,26 – 0,17 = 0,09 mol
- Bảo toàn e: ne trao đổi = 2nCu2+ + 2nH2 = 4nO2 + 2nCl2
=>nCu2+ = ½ (4.0,07 + 2.0,1 – 2.0,09) = 0,15 mol
=>m = mCuSO4 = 160.0,15 = 24g
Đáp án cần chọn là: B
Câu 28:
Điện phân dung dịch X chứa KCl, K2SO4, CuSO4 với điện cực trơ, màng ngăn xốp trong t giây thu được dung dịch Y; ở anot thu được 4,312 lít hỗn hợp khí (đktc); khối lượng catot tăng lên 16,64 gam. Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 114,65 gam hỗn hợp kết tủa. Điện phân dung dịch X trong thời gian 2t giây thu được 10,808 lít khí (đktc) ở cả hai điện cực. Khối lượng chất tan trong dung dịch X là
Trả lời:
*t giây: Do dung dịch Y tác dụng với Ba(OH)2 dư thu được hỗn hợp kết tủa (BaSO4 và Cu(OH)2) nên suy ra Y chứa Cu2+ =>Cu2+ chưa bị điện phân hết.
mCu = m catot tăng = 16,64 gam =>nCu = 0,26 mol =>ne(t) = 2nCu = 0,52 mol
Đặt nCl2 = x và nO2 = y (mol)
+ n khí anot = x + y = 4,312/22,4 (1)
+ BTe: ne(t) = 2nCl2 + 4nO2 =>2x + 4y = 0,52 (2)
Giải hệ (1) và (2) được x = 0,125 và y = 0,0675
BTNT "Cl" =>nKCl = 2nCl2 = 0,25 mol
Giả sử X chứa: KCl (0,25 mol); K2SO4 (a mol) và CuSO4 (b mol)
Kết tủa gồm: Cu(OH)2 (b - 0,26) và BaSO4 (a + b)
=>m kết tủa = 98(b - 0,26) + 233(a + b) = 114,65 (*)
*2t giây: ne(2t) = 2ne(t) = 1,04 mol
nO2 = (ne(2t) - 2nCl2)/4 = (1,04 - 2.0,125)/4 = 0,1975 mol
=>nH2 = n khí 2 điện cực - nO2 - nCl2 = 0,4825 - 0,1975 - 0,125 = 0,16 mol
BTe: ne(2t) = 2nCu + 2nH2 =>2b + 2.0,16 = 1,04 =>b = 0,36
Thay b = 0,36 vào (*) suy ra a = 0,09
Vậy: m chất tan trong X = 0,25.74,5 + 0,09.174 + 0,36.160 = 91,885 gam
Đáp án cần chọn là: D