Tiến hành điện phân dung dịch chứa NaCl và 0,15 mol Cu(NO) bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi I = 5A trong thời gian 6562 giây thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 15,11 gam. Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa m gam bột Fe, phản ứng tạo ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N). Giá trị m là
Tiến hành điện phân dung dịch chứa NaCl và 0,15 mol Cu(NO) bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi I = 5A trong thời gian 6562 giây thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 15,11 gam. Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa m gam bột Fe, phản ứng tạo ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N). Giá trị m là
Chọn một phương án bên dưới để kiểm tra đáp án ngay:
Đáp án chính thức: D
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Số mol electron: Q = 5 × 6562 = 32810 C → n(e) = 32810/96500 = 0,34 mol.
Catot: Cu²⁺ + 2e → Cu trước (0,15 mol Cu dùng 0,30 mol e), còn 0,04 mol e khử nước: 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH⁻ → 0,02 mol H₂ và 0,04 mol OH⁻.
Anot: Cl⁻ bị oxi hóa trước (x mol Cl₂), sau đó nước (y mol O₂):
- Bảo toàn electron anot: 2x + 4y = 0,34.
- Khối lượng dung dịch giảm = m(Cu) + m(H₂) + m(Cl₂) + m(O₂) = 9,6 + 0,04 + 71x + 32y = 15,11 → 71x + 32y = 5,47.
Giải hệ: x = 0,05; y = 0,06.
Sau điện phân, dung dịch chứa: H⁺ = 4y − 0,04 = 0,24 − 0,04 = 0,20 mol (từ oxi hóa nước ở anot trừ OH⁻ cathot), NO₃⁻ = 0,30 mol (kiểm tra cân bằng điện tích với Na⁺, Cl⁻ còn lại: thỏa mãn).
Fe hòa tan trong môi trường axit có NO₃⁻, NO là sản phẩm khử duy nhất (Fe → Fe²⁺):
3Fe + 8H⁺ + 2NO₃⁻ → 3Fe²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O.
Fe bị giới hạn bởi H⁺: n(Fe) = 3 × 0,20/8 = 0,075 mol (NO₃⁻ cần 0,05 < 0,30 mol, đủ).
m = 0,075 × 56 = 4,20 gam.
Số mol electron: Q = 5 × 6562 = 32810 C → n(e) = 32810/96500 = 0,34 mol.
Catot: Cu²⁺ + 2e → Cu trước (0,15 mol Cu dùng 0,30 mol e), còn 0,04 mol e khử nước: 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH⁻ → 0,02 mol H₂ và 0,04 mol OH⁻.
Anot: Cl⁻ bị oxi hóa trước (x mol Cl₂), sau đó nước (y mol O₂):
- Bảo toàn electron anot: 2x + 4y = 0,34.
- Khối lượng dung dịch giảm = m(Cu) + m(H₂) + m(Cl₂) + m(O₂) = 9,6 + 0,04 + 71x + 32y = 15,11 → 71x + 32y = 5,47.
Giải hệ: x = 0,05; y = 0,06.
Sau điện phân, dung dịch chứa: H⁺ = 4y − 0,04 = 0,24 − 0,04 = 0,20 mol (từ oxi hóa nước ở anot trừ OH⁻ cathot), NO₃⁻ = 0,30 mol (kiểm tra cân bằng điện tích với Na⁺, Cl⁻ còn lại: thỏa mãn).
Fe hòa tan trong môi trường axit có NO₃⁻, NO là sản phẩm khử duy nhất (Fe → Fe²⁺):
3Fe + 8H⁺ + 2NO₃⁻ → 3Fe²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O.
Fe bị giới hạn bởi H⁺: n(Fe) = 3 × 0,20/8 = 0,075 mol (NO₃⁻ cần 0,05 < 0,30 mol, đủ).
m = 0,075 × 56 = 4,20 gam.