(VD chương 5 lớp 12) Điện phân 200 mL dung dịch CuSO nồng độ x mol/L với điện cực trơ. Sau một thời gian thu được dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 8 g so với dung dịch ban đầu. Cho 16,8 g bột sắt vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4 g kim loại. Giá trị của x là bao nhiêu?
(VD chương 5 lớp 12) Điện phân 200 mL dung dịch CuSO nồng độ x mol/L với điện cực trơ. Sau một thời gian thu được dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 8 g so với dung dịch ban đầu. Cho 16,8 g bột sắt vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4 g kim loại. Giá trị của x là bao nhiêu?
Đáp án chính thức: 1,25
Hướng dẫn giải chi tiết
Hướng dẫn: → Chọn 1,25. Cathode (-) ——— Anode (+): Cu, HO ——— SO, HO. Cu + 2e → Cu; 2HO → O + 4H + 4e; 2HO + 2e → H + 2OH. Vì dung dịch Y vẫn còn màu xanh nên Cu chưa điện phân hết. Khối lượng dung dịch giảm = khối lượng Cu sinh ra + khối lượng khí O thoát ra. Gọi số mol Cu bị điện phân là a. Ta có 64a + 18a = 8 g → a = 0,1. Fe + HSO → FeSO + H; Fe + CuSO → Cu + FeSO. Số mol Fe tham gia phản ứng = số mol HSO + số mol CuSO dư. Gọi b là số mol CuSO chưa bị điện phân. Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: Khối lượng kim loại sau phản ứng = 16,8 g – khối lượng Fe phản ứng + khối lượng Cu sinh ra. Hay 16,8 – 56(b + 0,1) + 64b = 12,4 => b = 0,15 mol. Tổng số mol CuSO = a + b = 0,25. Vậy x = = 1,25.