Tiến hành điện phân chứa 0,25 mol Cu(NO3)2 và 0,18 mol NaCl điện cực trơ. màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi tới khi dung dịch giảm 21,75 gam thì dừng điện phân. Cho m gam bột Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng, thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 0,75m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiDung dịch sau điện phân tác dụng với Fe thấy thoát ra khí NO nên chứa H+. Vậy nước đã bị điện phân ở anot.
Dễ thấy mCu+ mCl2 = 0,25.64 + 0,09.71 = 22,39 > 21,75 gam nên Cu2+ chưa bị điện phân hết.
Đặt số mol Cu thoát ra ở catot là a mol;
Ở anot ta có: nCl2 = 0,5nCl- = 0,09 mol; đặt nO2 = b mol
Khối lượng dung dịch giảm là mdd = mCu+ mCl2+ mO2 = 64. a + 71.0,09 + 32b = 21,75 gam
Áp dụng bảo toàn electron ta có: 2a = 0,09.2 + 4b
Giải hệ trên ta có: a = 0,21 và b = 0,06
Dung dịch sau điện phân có Cu2+ dư 0,25-a = 0,04 mol; Na+: 0,18 mol; NO3-: 0,5 mol; H+
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: nH+ = 0,24 mol → nNO = nH+/ 4 = 0,06 mol
Áp dụng bảo toàn electron ta có: 2.nFe phản ứng = 3.nNO+ 2.nCu2+ dư = 3. 0,06 + 2.0,04 → nFe phản ứng = 0,13 mol
→ m - 0,13.56 + 0,04.64 = 0,75m → m = 18,88
Đáp án A