Dung dịch hỗn hợp X gồm NaCl 0,6M và CuSO4 0,5M. Điện phân 100 ml dung dịch X (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước hay sự bay hơi của nước) với cường độ dòng điện không đổi 0,5A trong thời gian t giây. Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 4,85 gam so với dung dịch ban đầu. Giá trị của t là

Đây là dạng câu hỏi tính toán hóa học cơ bản. Trước hết cần xác định dữ kiện đề bài đang cho dưới dạng khối lượng, số mol hoặc thể tích khí, sau đó chọn công thức phù hợp để tìm kết quả.

Ban đầu dung dịch X chứa n NaCl = 0,06 mol và n CuSO4 = 0,05 mol Tại A: 2Cl− → Cl 2+ 2e Tại K thì Cu+2+2e → Cu Tại thời điểm Cl− hết m dd giảm = m Cl2+ m Cu = 0,03.71+ 0,03.64 = 4,05 g < 4,85 nên tại A xảy ra điện phân nước Tại thời điểm Cu 2+ bị điện phân hết thì m dd giảm = m Cl2+ m Cu+ m O2 = 0,03.71+ 0,05.64+ m O2 = 5,33+ m O2 > 4,85 Nên Cu 2+ chưa điện phân hết Đặt n O2 = x mol thì theo bảo toàn e có n Cu(2+) ⇒ lập phương trình m dd giảm tìm x Ban đầu dung dịch X chứa n NaCl = 0,06 mol và n CuSO4 = 0,05 mol Tại A: 2Cl− → Cl 2+ 2e Tại K thì Cu+2+2e → Cu Vì n Cl < 2n Cu nên điện phân thì Cl− hết trước Tại thời điểm Cl− hết thì n Cu = n Cl: 2 = 0,06: 2 =0,03 mol Khi đó m dd giảm = m Cl2+ m Cu = 0,03.71+ 0,03.64 = 4,05 g < 4,85 g nên tại A xảy ra điện phân nước 2H2O → 4H+ + O2+ 4e Tại thời điểm Cu 2+ bị điện phân hết thì m dd giảm = m Cl2+ m Cu+ m O2 = 0,03.71+ 0,05.64+ m O2 = 5,33+ m O2 > 4,85 Nên Cu 2+ chưa điện phân hết Đặt n O2 = x mol thì theo bảo toàn e có n Cu(2+) = (n Cl-+ 4n O2 ): 2 = (0,06+ 4x): 2 =0,03+ 2x (mol) Khối lượng dung dịch sau điện phân giảm là m dd giảm = m Cu+ m Cl2+ m O2 = (0,03+ 2x).64+ 0,03.71+ 32x = 4,85 ⇒ x = 0,005 mol ⇒ n Cu = 0,03+ 0,005.2 = 0,04 mol ⇒ n e trao đổi = 2n Cu = (I.t)/(F) = (0,5.t)/(96500) = 2.0,04 =0,08 nên t = 15440 (s)

Đáp án B

Từ phân tích trên, đáp án đúng là B. 15440.