Điện phân có vách ngăn một dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 và NaCl cho đến khi nước bắt đầu điện phân ở hai điện cực thì dừng lại, lúc đó ở anot thu được 0,448 lít khí (đktc). Dung dịch sau điện phân có thể hòa tan tối đa 0,68 gam Al2O3. Giá trị lớn nhất của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiỞ anot: Cl-, SO42-, H2O
Ở catot: Cu2+, Na+, H2O
Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa 1/150 mol Al2O3
Nên dung dịch sau điện phân chứa OH- hoặc H+
TH1: Nếu dung dịch sau phản ứng chứa axit
→ Ở anot xảy ra quá trình điện phân nước:
2H2O → O2+ 4H++ 4e
Ta có: nH+ = 6.nAl2O3 = 0,04 mol → nO2 = 0,01 mol → nCl2 = 0,01 mol
Áp dụng bảo toàn electron ta có:
nCu = (0,01.4 + 0,01.2)/2 = 0,03 mol→ m = 0,03.160 + 0,02.58,5 = 5,97 gam
TH2: Nếu dung dịch sau phản ứng chứa OH-
→ Ở catot xảy ra quá trình điện phân nước:
2H2O + 2e → H2+ 2OH-
Ta có: nOH- = 2.nAl2O3 = 1/75 mol và nCl2 = 0,02 mol
Bảo toàn electron ta có:
\({n_{Cu}} = \frac{{2.0,02 - \frac{1}{{75}}}}{2} = \frac{1}{{75}}mol\) → m = 160.1/75 + 0,04.58,5 = 4,473 gam
Vậy giá trị lớn nhất của m là 5,97 gam gần giá trị 6,0 nhất.
Đáp án D