Tiến hành điện phân V lít dung dịch chứa Cu(NO3 ) 2 1M và NaCl 0,5M (điện cực trơ) đến khi khối lượng dung dịch giảm m gam thì dừng điện phân. Cho 9,5g Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thu được 1,12 lít khí NO thoát ra(sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 5,7 gam hỗn hợp rắn không tan. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây:

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.

Quá trình điện phân: Catot: Cu 2++ 2e → Cu Anot: 2Cl− → Cl 2+ 2e 2H2O → 4H++ O2+ 4e ⇒ Biện luận quá trình phản ứng dựa vào chất rắn sau phản ứng với Fe(chất nào còn dư) ⇒ Số mol các chất tham gia phản ứng Fe+ dung dịch sau điện phân ⇒

Bảo toàn nguyên tố ⇒ số mol các chất trong V lít dung dịch ban đầu ⇒ số mol các chất điện phân ⇒ m Quá trình điện phân: Catot: Cu 2++ 2e → Cu Anot: 2Cl− → Cl 2+ 2e 2H2O → 4H++ O2+ 4e (Vì dung dịch sau điện phân+ Fe tạo NO ⇒ sản phẩm điện phân có H+, không còn Cl− )− Sau phản ứng thu được hỗn hợp kim loại ⇒ Fe và Cu (n NO = 1,12: 22,4 = 0,05 mol) 3Fe+ 8H++ 2NO3− → Fe 2++ 2NO+ 4H2O (Vì Fe dư nên chỉ tạo được Fe 2+ ) Mol 0,075 0,2 0,05 Vì sau phản ứng không còn Cl− ⇒ dung dịch chỉ gồm Cu(NO3 ) 2, NaNO3 và HNO3 Fe+ Cu 2+ → Fe 2++ Cu Mol x → x ⇒ m Fe bđ− m rắn = m Fe pứ− m Cu ⇒ 9,5 – 5,7 = 56.(0,075+ x) – 64x ⇒ x = 0,05 mol ⇒

Bảo toàn N: 2n Cu(NO3)2 bđ = 2n Cu(NO3)2 sau+ n HNO3+ n NaNO3 (mà n NaNO3 = n NaCl = ½ n Cu(NO3)2 bđ ) ⇒ 1,5n Cu(NO3)2 bđ = ½ (2.0,05+ 0,2) = 0,2 mol ⇒ n Cu2+ bị đp = 0,2 – 0,05 = 0,15 mol

Bảo toàn electron: 2n Cu = n H++ 2n Cl2 ⇒ n Cl2 = ½ (0,15.2 – 0,2) = 0,05 mol ⇒ m giảm = m Cu+ m Cl2+ m O2 = 64.0,15+ 71.0,05+ 32.0,05 = 14,75g (gần nhất với giá trị 14,7g)

Đáp án A

Từ phân tích trên, đáp án đúng là A. 14,7.