Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp CuSO₄ và KCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi. Tổng số mol khí thoát ra ở cả hai điện cực (y mol) phụ thuộc vào thời gian điện phân (x giây) được biểu diễn theo đồ thị sau: Nếu điện phân dung dịch X trong thời gian 3t giây thu được dung dịch Y. Dung dịch Y hoà tan tối đa m gam Al. Biết hiệu suất của phản ứng điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong nước và nước không bay hơi trong quá trình điện phân. Giá trị ...

Đáp án C

Tại t(s) chỉ có khí Cl₂ thoát ra → n(Cl₂) = 0,1 mol.

→ n(e) = 2n (Cl₂) = 0,2 mol

Tại 4t (s) có Cl₂, H₂, O₂ thoát ra.

Cu²⁺ + 2e → Cu.                                                               2Cl^- → Cl₂ + 2e

                                                                                          0,2← 0,1→ 0,2

2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂.                                                2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

Có n(e) = 4. 0,2 = 0,8 mol (bằng 4 lần số mol e tại t giây)

→ n(O₂) = [0,8 – 0,2] : 4 = 0,15 mol.

→ n(H₂) = 0,35 – 0,15 – 0,1 = 0,1 mol → n(Cu²⁺) = [0,8 – 0,1. 2] : 2 = 0,3 mol

Dung dịch X: CuSO₄ (0,3 mol) và KCl (0,2 mol)

Tại thời điểm 3t giây thì n(e) = 0,6 mol

Cu²⁺ + 2e → Cu.                                                               2Cl^- → Cl₂ + 2e.

0,3 → 0,6 → 0,3                                                               0,2 → 0,1 → 0,2

                                                                                          2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

                                                                                           0,2  ←   0,4 ←0,1 ←0,4

Dung dịch Y: K⁺ (0,2 mol); SO₄^2- (0,3 mol); H⁺ (0,4 mol)

2Al + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂.

→ n(Al) = 0,4 : 3 = 2/15 (mol) → m = 3,6 (g)