Điện phân dung dịch CuSO₄ và NaCl với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi 2A, hiệu suất 100%. Kết quả thí nghiệm được ghi ở bảng sau: Thời gian điện phân (giây) t t + 2895 2t Tổng số mol khí ở hai điện cực a a + 0,03 2,125a Số mol Cu ở catot b b + 0,02 b + 0,02 Nếu dừng điện phân ở thời điểm 5404 giây rồi cho thanh sắt dư vào dung dịch, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng thanh sắt thay đổi như thế nào?

Chọn D.

Trong khoảng thời gian 2895 (s) (trao đổi 0,06 mol electron) thì tại cực âm thoát ra 0,02 mol Cu và 0,01 mol H₂

→0,02 mol khí còn lại gồm Cl2x mol và  O2y mol

→x+y=0,02 và 2x+4y=0,06

→x=y=0,01

Trong khoảng thời gian từ t+2895→2t chỉ là điện phân H₂O nên phần khí tăng thêm là

2,125a−a−0,03=1,125a−0,03  chỉ bao gồm O₂ và H₂. Do nH2=2nO2  nên:

nO2=0,375a−0,01

nH2=0,75a−0,02

Như vậy trong thời gian từ t→2t  thì tại cực dương có:

nCl2=0,01

nO2=0,375a−0,01+y=0,375a

Bảo toàn electron cho cực dương ở 2 khoảng thời gian 0→t  và t→2t

2a=0,01.2+0,375a.4→a=0,04

Ban đầu: nCuSO4=a+0,02=0,06  và nNaCl=2a+2x=0,1

Khi t=5404  thì ne=0,112

Catot: nCu=0,056→nCu2+  dư = 0,004

Anot: ne>nCl−  nên Cl−  đã hết, có O₂ thoát ra.

Dung dịch điện phân lúc này chứa Cu2+0,004,SO42−0,06,Na+0,1,  bảo toàn điện tích

→nH+=0,012

Bảo toàn electron: 2nFe  phản ứng =2nCu2++nH+

→nFe phản ứng = 0,01

Δm=mCu−mFe phản ứng = -0,304

→ Giảm 0,304 gam.