Điện phân dung dịch X gồm CuSO4 và KCl (tỉ lệ mol tương ứng là 1:5) với cường độ dòng điện không đổi I = 2A.

Question

 Điện phân dung dịch X gồm CuSO4 và KCl (tỉ lệ mol tương ứng là 1:5) với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi I = 2A. Sau 1930 giây, thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí gồm H2 và Cl2 (có tỉ khối so với H2 là 24). Mặt khác, nếu điện phân X trong thời gian t giây thì khối lượng dung dịch giảm 2,715 gam. Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong nước và nước không bay hơi trong quá trình điện phân. Giá trị của t là?

Answer 1

Gọi số mol của CuSO4 và KCl là x và 5x

Điện phân lần 1: ne = 0,04

Theo phương trình đường chéo, ta có:

nCl2 : nH2 = 2 : 1

Tại Anot: Cl- → Cl2 + 2e

0,02 ← 0,04 (mol)

Tại Catot:

Cu2+ + 2e → Cu

2H2O + 2e → 2OH- + H2↑

0,01 ← 0,01 

nCu = (0,04−0,01.2)/2 = 0,01 mol 

Điện phân lần 2:

mCl- + mCu2+ < 2,715

=> cả 2 điện cực đều điện phân nước

(A) 2Cl- → Cl2 + 2e

     0,05 → 0,05 

2H2O + 2e → 4H+ + O2 + 4e

                                   a  → 4a  

(K) Cu2+ + 2e → Cu

     0,01 → 0,02  

2H2O + 2e → 2OH- + H2↑

                         2b   ←  b 

0,05+4a = 0,02+2b (1)

35,5.0,05+32a+2b+0,01.64=2,715 (2)

Từ (1) và (2)

=> a=0,0075; b=0,03 

=> ne = 0,08 mol = It/F

=> t = 3860s