Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) V lít dung dịch X chứa đồng thời R(NO3 ) 2 0,45M (R là kim loại hóa trị không đổi) và NaCl 0,4M trong thời gian t giây, thu được 6,72 lít hỗn hợp khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được dung dịch Y. Dung dịch Y tác dụng vừa đủ với 400 ml dung dịch chứa KOH 0,75M và NaOH 0,5M không sinh ra kết tủa. Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của V 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.

Do Y tác dụng với kiềm nên R 2+ có bị điện phân n R(NO3)2 = 0,45V mol; n NaCl = 0,4V mol *t giây: Thu được hỗn hợp khí ở anot nên Cl− bị điện phân hết, H2O đã bị điện phân n Cl2 = 0,5n NaCl = 0,2V mol n khí = n Cl2+ n O2 ⇒ n O2 = 0,3 – 0,2V (mol) ⇒ n e (t giây) = 2n Cl2+ 4n O2 = 2.0,2V+ 4(0,3-0,2V) = 1,2-0,4V (mol) *2t giây: n e (2t giây) = 2,4-0,8V Trong t giây tiếp theo n O2 sinh thêm = (1,2-0,4V)/4 = 0,3-0,1V (mol) ⇒ ∑n O2 = 0,6-0,3V (mol) DD Y phản ứng với NaOH và KOH không sinh ra kết tủa nên có các TH sau:− TH1: R 2+ bị điện phân hết: n e ≥ 2n R2+ ⇒ 2,4-0,8V ≥ 2.0,45V ⇒ V ≤ 24/17− TH2: R 2+ điện phân chưa hết, OH− phản ứng với H+ và R 2+ tạo R(OH) 2 sau đó hòa tan R(OH) 2 Do Y tác dụng với kiềm nên R 2+ có bị điện phân n R(NO3)2 = 0,45V mol; n NaCl = 0,4V mol *t giây: Thu được hỗn hợp khí ở anot nên Cl− bị điện phân hết, H2O đã bị điện phân n Cl2 = 0,5n NaCl = 0,2V mol n khí = n Cl2+ n O2 ⇒ n O2 = 0,3 – 0,2V (mol) ⇒ n e (t giây) = 2n Cl2+ 4n O2 = 2.0,2V+ 4(0,3-0,2V) = 1,2-0,4V (mol) *2t giây: n e (2t giây) = 2,4-0,8V Trong t giây tiếp theo n O2 sinh thêm = (1,2-0,4V)/4 = 0,3-0,1V (mol) ⇒ ∑n O2 = 0,6-0,3V (mol) DD Y phản ứng với NaOH và KOH không sinh ra kết tủa nên có các TH sau:− TH1: R 2+ bị điện phân hết: n e ≥ 2n R2+ ⇒ 2,4-0,8V ≥ 2.0,45V ⇒ V ≤ 24/17 Catot: R 2++ 2Cl− → R+ Cl 2 0,2V ← 0,4V R 2++ H2O → R+ 2H++ 0,5O2 0,25V → 0,5V H2O → H2+ O2 n OH- = n H+ ⇒ 0,5V = 0,5 ⇒ V = 1 (thỏa mãn)− TH2: R 2+ điện phân chưa hết, OH− phản ứng với H+ và R 2+ tạo R(OH) 2 sau đó hòa tan R(OH) 2 n e < 2n R2+ ⇒ 2,4-0,8V < 2.0,45V ⇒ V > 24/17 n R2+ bị đp = n e: 2 = 1,2-0,4V ⇒ n R2+ dư = 0,85V-1,2 n H+ = 4n O2 = 2,4-1,2V ⇒ n OH- = n H++ 4n R2+ ⇒ 0,5 = 2,4-1,2V+ 4(0,85V-1,2) ⇒ V = 1,318 (không thỏa mãn)

Đáp án A

Từ phân tích trên, đáp án đúng là A. 1,00..