Câu hỏi
Điện phân dung dịch X gồm 0,2 mol NaCl và a mol Cu(NO 3 ) 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 lưọng 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
- A. 0,20.
- B. 0,15.
- C. 0,25.
- D. 0,35.
Đáp án đúng
D. 0,35.
Có thể bạn cần
Tổng hợp sách, PDF, bảng tra cứu và đề luyện tập cho học sinh THCS, THPT. Lọc nhanh theo lớp, môn học hoặc nhu cầu học tập.
Giải thích vì sao đáp án đúng
Đáp án đúng là D. 0,35..
Dựa vào dữ kiện của câu hỏi, phương án này là lựa chọn phù hợp nhất.
Vì dung dịch Y phản ứng với Fe cho ra hỗn hợp kim loại (Cu và Fe dư) nên trong dd Y phải còn Cu 2+ dư, do vậy điện phân Cu 2+ chưa điện phân hết. Mặt khác còn thu được khí NO thoát ra nên dd Y chắc chắn có chứa HNO 3 , do vậy Cl – phải điện phân hết, bên anot H2 O điện phân để tạo ra H + Viết các bán phản ứng xảy ra tại catot và anot. Sử dụng bảo toàn e và dữ kiện khối lượng giảm 17,5 gam sẽ tìm được số mol Cu 2+ pư Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng cho quá trình ddY + Fe ta tìm được giá trị của a. Vì dung dịch Y phản ứng với Fe cho ra hỗn hợp kim loại (Cu và Fe dư) nên trong dd Y phải còn Cu 2+ dư, do vậy điện phân Cu 2+ chưa điện phân hết. Mặt khác còn thu được khí NO thoát ra nên dd Y chắc chắn có chứa HNO 3 , do vậy Cl – phải điện phân hết, bên anot H2 O điện phân để tạo ra H + Qúa trình điện phân như sau: Catot(-): xảy ra quá trình khử Cu 2+ Anot(+): xảy ra quá trình oxi hóa Cl – , H2 O Cu 2+ + 2e → Cu 2Cl – → Cl 2 + 2e x → 2x → x (mol) 0,2 → 0,1 →0,2(mol) 2H2 O → O2 + 4H + + 4e y→ 4y → 4y (mol) Đặt số mol Cu 2+ điện phân = x (mol); số mol O2 bên anot = y (mol) Ta có hệ: (left{ begin{array}{l}Bt,e:2{n_{C{u^{2 + }}}} = {n_{C{l^ – }}} + 4{n_{{O_2}}}m,giam:{m_{Cu}} + {m_{C{l_2}}} + {m_{{O_2}}} = 17,5end{array} right. Rightarrow left{ begin{array}{l}2x = 0,2 + 4y64x + 0,1.71 + 32y = 17,5end{array} right. Rightarrow left{ begin{array}{l}x = 0,15 = {n_{C{u^{2 + }}}}puy = 0,025 = {n_{{O_2}}},(anot)end{array} right.) Dd Y thu được chứa: Na + ; NO 3 – ; Cu 2+ dư: a – 0,15 (mol) và H + dư: 0,1 (mol) Dd Y pư với Fe dư theo PT ion rút gọn sau: 3Fe + 8H + + 2NO 3 – → 3Fe 2+ + 2NO + 4H2 O (mol) 0,0375 ← 0,1 Fe + Cu 2+ → Fe 2+ + Cu↓ (mol) (a – 0,15) ← (a-0,15) Độ giảm khối lượng kim loại = m Fe pư – m Cu sinh ra → m – (m – 0,5) = (0,0375 + a – 0,15).56 – (a-0,15).64 → 0,5 = 3,3 – 8a → 8a = 2,8 → a = 0,35 Đáp án D
Trắc nghiệm Hóa học lớp 12 liên quan
Vì sao các đáp án còn lại không đúng?
- A. 0,20. không phải đáp án đúng. Phương án này bị loại vì không phù hợp với dữ kiện của đề bài hoặc không khớp với bản chất kiến thức đang được hỏi. Khi so sánh với đáp án đúng D. 0,35., có thể thấy lựa chọn A không thỏa mãn kết luận cần tìm.
- B. 0,15. không phải đáp án đúng. Phương án này bị loại vì không phù hợp với dữ kiện của đề bài hoặc không khớp với bản chất kiến thức đang được hỏi. Khi so sánh với đáp án đúng D. 0,35., có thể thấy lựa chọn B không thỏa mãn kết luận cần tìm.
- C. 0,25. không phải đáp án đúng. Phương án này bị loại vì không phù hợp với dữ kiện của đề bài hoặc không khớp với bản chất kiến thức đang được hỏi. Khi so sánh với đáp án đúng D. 0,35., có thể thấy lựa chọn C không thỏa mãn kết luận cần tìm.
- D. 0,35. là đáp án đúng. Phương án này phù hợp với kết luận của lời giải: D. 0,35.. Cụ thể, Vì dung dịch Y phản ứng với Fe cho ra hỗn hợp kim loại (Cu và Fe dư) nên trong dd Y phải còn Cu 2+ dư, do vậy điện phân Cu 2+ chưa điện phân hết. Mặt khác còn thu được khí NO thoát ra nên dd Y chắc chắn có chứa HNO 3 , do vậy Cl – phải điện phân hết, bên anot H2 O điện phân để tạo ra H + Viết các bán phản ứng xảy ra tại catot và anot. Sử dụng bảo toàn e và dữ kiện khối lượng giảm 17,5 gam sẽ tìm được số mol Cu 2+ pư Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng cho quá trình ddY + Fe ta tìm được giá trị của a. Vì dung dịch Y phản ứng với Fe cho ra hỗn hợp kim loại (Cu và Fe dư) nên trong dd Y phải còn Cu 2+ dư, do vậy điện phân Cu 2+ chưa điện phân hết. Mặt khác còn thu được khí NO thoát ra nên dd Y chắc chắn có chứa HNO 3 , do vậy Cl – phải điện phân hết, bên anot H2 O điện phân để tạo ra H + Qúa trình điện phân như sau: Catot(-): xảy ra quá trình khử Cu 2+ Anot(+): xảy ra quá trình oxi hóa Cl – , H2 O Cu 2+ + 2e → Cu 2Cl – → Cl 2 + 2e x → 2x → x (mol) 0,2 → 0,1 →0,2(mol) 2H2 O → O2 + 4H + + 4e y→ 4y → 4y (mol) Đặt số mol Cu 2+ điện phân = x (mol); số mol O2 bên anot = y (mol) Ta có hệ: (left{ begin{array}{l}Bt,e:2{n_{C{u^{2 + }}}} = {n_{C{l^ – }}} + 4{n_{{O_2}}}m,giam:{m_{Cu}} + {m_{C{l_2}}} + {m_{{O_2}}} = 17,5end{array} right. Rightarrow left{ begin{array}{l}2x = 0,2 + 4y64x + 0,1.71 + 32y = 17,5end{array} right. Rightarrow left{ begin{array}{l}x = 0,15 = {n_{C{u^{2 + }}}}puy = 0,025 = {n_{{O_2}}},(anot)end{array} right.) Dd Y thu được chứa: Na + ; NO 3 – ; Cu 2+ dư: a – 0,15 (mol) và H + dư: 0,1 (mol) Dd Y pư với Fe dư theo PT ion rút gọn sau: 3Fe + 8H + + 2NO 3 – → 3Fe 2+ + 2NO + 4H2 O (mol) 0,0375 ← 0,1 Fe + Cu 2+ → Fe 2+ + Cu↓ (mol) (a – 0,15) ← (a-0,15) Độ giảm khối lượng kim loại = m Fe pư – m Cu sinh ra → m – (m – 0,5) = (0,0375 + a – 0,15).56 – (a-0,15).64 → 0,5 = 3,3 – 8a → 8a = 2,8 → a = 0,35 Đáp án D
Kiến thức liên quan
Câu hỏi thuộc phần điều chế Kim loại. Nguyên tắc chung là khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại. Kim loại hoạt động mạnh thường được điều chế bằng điện phân nóng chảy.
Bạn có thể xem thêm kiến thức nền tại bảng tuần hoàn hóa học lớp 7. Với dạng câu hỏi về phản ứng hóa học, nên xét điều kiện phản ứng, bản chất axit-bazơ, tính oxi hóa-khử và tính lưỡng tính nếu có.
Mẹo ghi nhớ
Khi gặp câu hỏi tương tự, hãy xác định từ khóa chính trong đề bài, sau đó đối chiếu với tính chất đặc trưng của nguyên tố, nhóm nguyên tố hoặc hợp chất được nhắc đến. Cách làm này giúp loại trừ nhanh các phương án sai và chọn đáp án chính xác hơn.
