Bài 21.24 trang 49 SBT Hóa học 12

Đề bài

Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO₄ và 0,12 mol NaCl bằng dòng điện có cường độ 2A. Tính thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot sau 9650 giây điện phân.

Lời giải chi tiết

Trong quá trình điện phân cation nào có tính oxi hoá mạnh hơn sẽ thu e trước, anion nào có tính khử mạnh hơn sẽ nhường e trước. Trong dung dịch đã cho thứ tự như sau :

- Ở catot: Cu²⁺ > H⁺_(H2O) > Na⁺

- Ở anot: Cl^- > OH^-_(H2O) > SO₄^2-

Ghép các ion thành phân tử để viết pt điện phân. Các ion Cl^- và Cu²⁺  điện phân trước

\(CuCl_2 \xrightarrow{{đpdd}} Cu+Cl_2\) (1)

0,06mol→      0,06→0,06

\(2CuSO_4 + 2H_2O\xrightarrow{{đpdd}} 2Cu + O_2\)

\(+ 2H_2SO_4\)(2)

Thời gian cần thiết để điện phân ở (1):  

\(m = \dfrac{{A.I.t} }{ {n.F}} \to t = \dfrac{{m.n.F} }{{A.I}}\)

\(= \dfrac{{71.0,06.2.96500}}{ {2.71}} = 5790(s)\)

Thời gian còn lại để điện phân (2) là: 9650- 5790= 3860 (s)

Tính khối lượng O₂ thu được khi điện phân trong 3860 s:

\(m = \dfrac{{A.I.t} }{ {n.F}}  = \dfrac{{32.2.3860} }{{4.96500}}=0,64g\)

\(n_{O_2}=\dfrac{{0,64}}{{32}}=0,02 mol\)

Tổng số mol khí thu được ở anot là: 0,06+0,02=0,08 mol

Thể tích khí thu được ở anot là: 0,08.22,4=1,792 (l)