Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn) dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 và NaCl (trong đó số mol NaCl gấp 4 lần số mol CuSO4 ) bằng dòng điện một chiều có cường độ ổn định. Sau t (h), thu được dung dịch X và sau 2t (h), thu được dung dịch Y. Dung dịch X tác dụng với bột Al dư, thu được 1,5a mol khí H2. Dung dịch Y tác dụng với bột Al dư, thu được 12a mol khí H2. Biết hiệu suất điện phân 100%, các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các khí sinh ra không hòa tan vào nước. Phát biểu nào dưới đây đúng ?

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.

Nắm được các phản ứng điện phân ở các điện cực. Đặt n CuSO4 = x mol và n NaCl = 4x mol (Giả sử a = 1)− Do khi cho Y tác dụng với Al thu được nhiều khí hơn cho X tác dụng với Al dư nên suy ra tại t (h):− Tại 2t (h): n e(2t) = 2n e(t) = 4x+ 2 (mol) > n Cl- (= 4x) ⇒ tại anot Cl− đã bị điện phân hết, H2O đang điện phân Y chứa: Na+ (4x mol); SO4 2- (x mol) và OH− BTĐT ⇒ n OH- (dd Y) = 2x (mol) OH− → 1,5H2 2x → 3x = 12 ⇒ x = 4 ⇒ n Cu2+ = 4; n Cl- = 16; n e(t) = 9− Xét A: n e(0,85t) = 0,85.9 = 7,65 < 2n Cu2+ (= 8) ⇒ Cu 2+ chưa điện phân hết ⇒ catot chưa có khí ⇒ A sai− Xét B: n e(2t) = 18 ⇒ n khí = 5+ 8+ 0,5 = 13,5 mol ⇒ B sai− Xét C: n e(1,8t) = 1,8.9 = 16,2 Anot: Cl− → 0,5Cl 2+ 1e 8 ← 16 H2O → 2H++ 0,5O2+ 2e 0,05 ← 0,2 ⇒ n O2 = 0,05 mol ⇒ C đúng− Xét D: Anot: Cl− → 0,5Cl 2+ 1e 4,5 ← 9 ⇒ n Cl2 = 4,5 mol ⇒ D sai

Đáp án C

Từ phân tích trên, đáp án đúng là C. Tại thời điểm 1,8t (h), mol khí O2 thoát ra ở anot là 0,05a mol..