Điện phân dung dịch X chứa 2a mol CuSO₄và a mol NaCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, thu được V lit khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở hai điện cực là 8,96 lit (đktc) và dung dịch sau điện phân hòa tan vừa hết 12 gam MgO. Biết hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của Vgần nhất với giá trị nào sau đây ?

Đáp án D

Ta có n_MgO = 0,3 mol ⇒ n_{O2↑ khi chưa sinh ra H2} = 0,15 mol.

Đặt n_Cu = a || n_H2 = b ⇒ ∑n_O2↑ = 0,15 + 0,5b || n_Cl2 = c ta có:

+ PT theo khí thoát ra ở 2 cực: 1,5b + c = 0,25 (1).

+ PT bảo toàn e: 2a – 2c = 0,6 (2).

+ PT theo tỉ lệ nCunCl = 2 : a – 4c = 0 (3).

+ Giải hệ (1) (2) và (3) ⇒ a = 0,4, b = c = 0,1 <=> n_Cl2 = 0,1.

⇒ Ở 2t giây tổng số mol e nhường = 2nCl₂ + 4n_O2 = 1 mol.

⇒ Tổng số mol e nhường ở t giây = 1 ÷ 2 = 0,5.

⇒ V lít khí gồm 0,1 mol Cl₂ và 0,075 mol O₂.

⇒ V = (0,1 + 0,075) × 22,4 = 3,92 lít