Dung dịch hỗn hợp X gồm NaCl 0,6M và CuSO₄0,5M. Điện phân 100 ml dung dịch X (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước hay sự bay hơi của nước) với cường độ dòng điện không đổi 0,5A trong thời gian t giây. Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 4,85 gam so với dung dịch ban đầu. Giá trị của t là

Trả lời:

Ban đầu dung dịch X chứa nNaCl=0,06nNaCl=0,06 mol và nCuSO4=0,05nCuSO4=0,05 mol

Tại A : 2Cl^-  → Cl₂ + 2e

Tại K thì Cu⁺² +2e → Cu

Vì n_Cl < 2n_Cu 

Tại thời điểm Cl^- hết thì n_Cu = n_Cl : 2 = 0,06 : 2 =0,03 mol

Khi đó m_{dd giảm} = m_Cl2 + m_Cu = 0,03.71 + 0,03.64 = 4,05 g < 4,85 g nên tại A xảy ra điện phân nước

\[2{H_2}O \to 4{H^ + } + {O_2} + 4e\]

Tại thời điểm Cu²⁺ bị điện phân hết thì m_{dd giảm}  = m_Cl2 + m_Cu + m_O2 

= 0,03.71 + 0,05.64 + m_O2 = 5,33 + m_O2 >4,85

Nên Cu²⁺ chưa điện phân hết

Đặt n_O2 = x mol thì theo bảo toàn e có

\[{n_{C{u^{2 + }}}} = \frac{{({n_{C{l^ - }}} + 4{n_})}}{2} = \frac{{(0,06 + 4x)}}{2} = 0,03 + 2xmol\]

Khối lượng dung dịch sau điện phân giảm là

m_{dd giảm} = m_Cu + m_Cl2 + m_O2 

= (0,03 + 2x).64 + 0,03.71 + 32x = 4,85

=>x = 0,005 mol =>n_Cu = 0,03 + 0,005.2 = 0,04 mol

=>n_{e trao đổi} = 2n_Cu = \[\frac{F} = \frac{{0,5.t}}\] = 2.0,04 =0,08 nên t = 15440 (s)

Đáp án cần chọn là: B