Điện phân dung dịch X gồm 0,2 mol NaCl và a mol Cu(NO3)2 (với các điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không thay đổi), thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 17,5 gam so với khối lượng của X. Cho m gam Fe vào Y đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Z, khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và (m − 0,5) gam hỗn hợp kim loại. Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%, nước bay hơi không đáng kể. Giá trị của a là
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiY + Fe thoát khí NO nên Y chứa H+ → Bên anot đã có O2
Y + Fe thu được hỗn hợp kim loại nên Cu2+ vẫn còn dư
Anot: nCl2 = 0,1 mol và nO2 = x mol
Catot: nCu = y
Bảo toàn elecron: 0,1.2 + 4x = 2y
m giảm = 0,1.71 + 32x + 64 = 17,5
→ x = 0,025 mol và y = 0,15 mol
nH+ = 4nO2 → nNO = nH+/4 = 0,025 mol
nCu2+ dư = z mol
Bảo toàn elecron: 2nFe phản ứng = 3nNO + 2nCu2+ dư
→ nFe phản ứng = z + 0,0375
→ m - 56.(z + 0,033375) + 64z = m - 0,5
→ z = 0,2 mol
Bảo toàn Cu → a = y + z = 0,35