Điện phân dung dịch X chứa 3a mol Cu(NO3)2 và a mol KCl (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi khối lượng catot tăng 12,8g

Câu hỏi: Điện phân dung dịch X chứa 3a mol Cu(NO₃)₂ và a mol KCl (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi khối lượng catot tăng 12,8 gam thì dừng điện phân, thu được dung dịch Y. Cho 22,4 gam bột Fe vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵) và 16 gam hỗn hợp kim loại. Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%. Giá trị của a là

  A. 0,096.   

  B. 0,128.    

  C. 0,112.   

  D. 0,080.

Hướng dẫn giải

n_­Cu = 0,2 mol

Điện phân dung dịch X

Ở catot: Cu²⁺  +  2e  → Cu

                           0,4       0,2

Ở anot: 2Cl^-  → Cl₂  +  2e

               a            a/2      a

             H₂O  → 1/2O₂  +  2H⁺   +  2e

                                     (0,4 – a)  (0,4 – a)  

Cho Fe vào dung dịch Y

    Fe  →         Fe²⁺  +  2e

(5,25a – 0,1)/2       (5,25a – 0,1)

  Cu²⁺     +     2e  → Cu

 (3a – 0,2)  (6a – 0,4)

  NO₃^-   +   4H⁺  + 3e  → NO + 2H₂O

          (0,4 – a)  0,75(0,4 – a)

 Theo ĐLBT e:

Tổng e cho = tổng e nhận

      n_{e Fe pư} = (6a – 0,4) + 0,75(0,4 – a) = 5,25a – 0,1

Khối lượng hỗn hợp kim loại

m = m_{Fe dư}  + m_{Cu sinh ra} = 16

 22,4 – 56(5,25a – 0,1)/2 + 64(3a – 0,2) = 16

 → a = 0,08 mol

 → Đáp án: D

Trung tâm luyện thi - gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng