Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp gồm CuSO₄ và NaCl (tỉ lệ mol tương ứng 1:3) với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi 2A. Sau thời gian điện phân t (giờ) thu được dung dịch Y (chứa 2 chất tan) có khối lượng giảm 12,45 gam so với dung dịch X. Dung dịch Y phản ứng vừa hết với 3,06 gam Al₂O₃. Bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước, hiệu suất điện phân 100%. Giá trị của t gần nhất với giá trị nào sau đây?

Trả lời:

nCuSO₄ = x(mol); nNaCl = 3x (mol)

Dung dịch X chứa 2 chất tan gồm: Na⁺: 3x (mol); SO₄ ^2-: x mol =>nOH ^- = x mol

Mặt khác nAl₂O₃ = 0,03 (mol) =>nOH ^- = 2nAl₂O₃ = 0,06 (mol)

Xét tại cực Catot: nCu = 0,06 mol; nH₂ = a mol

Anot: nCl₂ = 0,09 mol; nO₂ = b mol

=>0,06 * 64 + 2a + 0,09 * 71 +32b = 12,45 (1)

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 2a - 4b = 0,06 (2)

Từ (1) và (2) =>a = 0,15; b = 0,06

=>ne trao đổi = 0,42 (mol)

=> ne trao đổi= It/F =>t = 5,63 h

Đáp án cần chọn là: D