Question

Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl và 0,05 mol CuSO4 bằng dòng điện một chiều có cường độ 2A (điện cực trơ, có màng ngăn). Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu được khí ở hai điện cực có tổng thể tích là 2,352 lít (đktc) và dung dịch X. Dung dịch X hòa tan được tối đa 2,04 gam Al2O3. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của t là?

Answer 1

\(n_{Al_{2}O_{3}}\)= 0,02 mol;

Đặt \(n_{NaCl}\) = a mol

TH1: X chứa \(H^{+}\) => \(Cl^{-}\) điện phân hết trước \(Cu^{2+}\) => a < 2\(n_{Cu^{2+}}\) = 0,04 mol

=> \(n_{H^{+}}\) = 6\(n_{Al_{2}O_{3}}\) = 1,2 mol

\(Cu^{2+}\) + 2\(Cl^{-}\) → \(Cu\) +\(Cl_{2}\)

            a      → 0,5a→0,5a

\(Cu^{2+}\) + \(H_{2}O\) →\(Cu\) + 2\(H^{+}\) + 0,5\(O_{2}\)

                               0,6←1,2

\(H_{2}O\)→ \(H_{2}\)+ 0,5\(O_{2}\)

Thấy trường hợp này vô lí vì \(n_{Cu}\) bị đp = 0,5a + 0,6 > \(n_{Cu}\) ban đầu => loại

TH2: X chứa \(OH^{-}\) => \(Cu^{2+}\) điện phân hết trước \(Cl^{-}\) => a > \(2n_{Cu^{2+}}\) = 0,04 mol

 = 2\(n_{Al_{2}O_{3}}\) = 0,04 mol

(1)\(Cu^{2+}\) + 2\(Cl^{-}\) → \(Cu\) + \(Cl_{2}\)

     0,05 →   0,1 →        0,05

(2) \(Cl^{-}\) + \(H_{2}O\) → 0,5\(Cl_{2}\) + 0,5\(H_{2}\) + \(OH^{-}\)

                               0,02← 0,02    ←0,04

(3) \(H_{2}O\) → \(H_{2}\)+ 0,5\(O_{2}\)

        x    →  x  → 0,5x

Khí gồm: \(Cl_{2}\) (0,07 mol); \(H_{2}\)(x + 0,02 mol) và \(O_{2}\) (0,5x mol)

=>\(n_{khi}\) =\(n_{Cl_{2}}+ n_{H_{2}} + n_{O_{2}}\) = 1,5x + 0,09 = 0,105 => x = 0,01

=> \(n_e\) = \(2n_{Cl_{2}(1)}+ 2n_{H_{2}(2)} +2 n_{H_{2}(3)}\)= 0,05.2 + 0,02.2 + 0,01.2 = 0,16 mol

=> t =\(n_{e}\).F/I = 0,16.96500/2 = 7720 giây

Answer 2

CuSO4 + 2NaCl ---> Cu + Cl2 + Na2SO4
0,05          0,1.                   0,05
2 NaCl + 2 H2O ---> H2 + Cl2 + 2 NaOH
2x                              x         x        2x
H2O ---> H2 + 0,5O2
y              y        0,5y
nkhí = 2x + 1,5y + 0,05 = 2,352:22,4 = 0,105

=> 2x + 1,5y = 0,055
Al2O3 + 2NaOH ---> 2 NaAlO2 + H2O
x               2x                  2x

nAl2O3: x = 0,02

=> y = 0,01
=> t = 96500.(2.0,05+1.0,04+2.0,01)/2 = 7720s