Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 và 0,200 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, thu được 2,464 lít khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở cả hai điện cực là 5,824 lít (đktc). Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của a 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.

Bài toán điện phân dung dịch Các quá trình có thể xảy ra ở 2 điện cực:+) Catot: Cu 2++ 2e → Cu 2H2O+ 2e → 2OH−+ H2+) Anot: 2Cl− → Cl 2+ 2e 2H2O → 4H++ O2+ 4e ⇒ Biện luận các chất khí có trong hỗn hợp khí thu được trong 2 giai đoạn:− Khi điện phân trong t giây− Khi điện phân trong 2t giây ⇒ Xem H2O có bị điện phân ở các điện cực hay không− Dựa vào dịnh luật bảo toàn electron trao đổi ⇒ số mol Cu 2+ ⇒ m Các quá trình có thể xảy ra ở 2 điện cực:+) Catot: Cu 2++ 2e → Cu 2H2O+ 2e → 2OH−+ H2+) Anot: 2Cl− → Cl 2+ 2e 2H2O → 4H++ O2+ 4e * Khi điện phân trong t giây: n khí (anot) = 2,464: 22,4 = 0,11 mol n Cl2 max = 0,5n Cl- = 0,1 mol < 0,11 ⇒ Nước đã bị điện phân ở Anot ⇒ n O2 = n khí (anot) – n Cl2 = 0,11 – 0,1 = 0,01 mol ⇒ n e (t giây) = 2n Cl2+ 4n O2 = 2.0,1+ 4.0,01 = 0,24 mol * Khi điện phân trong 2t giây: n e (2t giây) = 2.0,24 = 0,48 mol+) Tại Anot: n Cl2 = 0,1 mol

Ta có: n e = 2n Cl2+ 4n O2 ⇒ n O2 = ¼ (0,48 – 2.0,1) = 0,07 mol ⇒ n khí (anot) = n Cl2+ n O2 = 0,1+ 0,07 = 0,17 mol n khí = 5,824: 22,4 = 0,26 mol > 0,17 ⇒ Nước bị điện phân ở Catot ⇒ n H2 (catot) = 0,26 – 0,17 = 0,09 mol−

Bảo toàn e: n e trao đổi = 2n Cu2++ 2n H2 = 4n O2+ 2n Cl2 ⇒ n Cu2+ = ½.(4n O2+ 2n Cl2− 2n H2 ) = ½ (4.0,07+ 2.0,1 – 2.0,09) = 0,15 mol ⇒ a = 0,15 mol

Đáp án C

Từ phân tích trên, đáp án đúng là C. 0,150..