Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CuSO4 và FeCl3 vào nước dư thu được dung dịch X. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ đến khi ở anot thoát ra 0,2 mol hỗn hợp khí có tỉ khối hơi so với H2 bằng 30,625 thì dừng lại. Dung dịch thu được sau điện phân có chứa 2 muối có nồng độ mol bằng nhau. Giả sử hiệu suất của quá trình điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của m là
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKhí tại anot gồm nCl2 = 0,15 mol; nO2 = 0,05 mol
⇒ Bảo toàn nguyên tố Cl ⇒ nFeCl3 = 0,1 mol
⇒ Dung dịch sau phản ứng có chứa Cu2+ và Fe2+
⇒ Tại catot chỉ có chứa kim loại Cu
⇒ Sau điện phân dung dịch gồm: nCuSO4 = nFeSO4 = 0,1 (mol) và H2SO4 = x (mol)
Bảo toàn nguyên tố S ⇒ nCuSO4 (ban đầu) = nS = 0,2 +x
⇒ nCu ở catot = 0,1 + x (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn ⇒ nFe3+ + 2 . nCu (catot) = 2 nCl2 + 4nO2
⇒ 0,1 + 2 . (0,1 +x) = 0,5 ⇒ x = 0,1 (mol)
m = nCuSO4 (ban đầu) + nFeCl3 = 0,3. 160 + 0,1. 162,5 = 64,25 (gam)