Điện phân dung dịch X gồm 0,2 mol NaCl và a mol Cu(NO3)2 (với các điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không ?
[TK 2020 – L1]: Điện phân dung dịch X gồm 0,2 mol NaCl và a mol Cu(NO3)2 (với các điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không thay đổi), thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 17,5 gam so với khối lượng của X. Cho m gam Fe vào Y đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Z, khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và (m – 0,5) gam hỗn hợp kim loại. Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%, nước bay hơi không đáng kể. Giá trị của a là
A. 0,20.
B. 0,15.
C. 0,25.
D. 0,35.
Đáp án D
HD: Có (H+; NO3–) nên thứ tự dung dịch ra: 0,1 mol CuCl2 rồi đến CuO rồi đến H2O.⇒ Khối lượng dung dịch giảm: 17,5 gam gồm 0,1 mol CuCl2 ⇥ còn 0,05 mol CuO nữa.
⇒ Đọc dung dịch Y gồm 0,2 mol NaNO3 và (a – 0,15) mol Cu(NO3)2 + 0,1 mol HNO3.
☆ Sơ đồ quá trình Fe + Y: \(\underbrace {\,\,{\rm{Fe}}\,\,}_{{\rm{m}}\,\,{\rm{gam}}}\,\,{\rm{ + }}\,\,\left\{ \begin{array}{l}
\overbrace {{\rm{Cu(N}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}}}^{{\rm{(a}} - {\rm{0,15)}}\,\,{\rm{mol}}}\\ \,\,\,\,\underbrace {{\rm{HN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}_{{\rm{0,1}}\,\,{\rm{mol}}}
\end{array} \right\} \to \,\,\underbrace {{\rm{Fe(N}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}}}_{{\rm{(a}} - {\rm{0,1125)}}\,\,{\rm{mol}}}\,\,{\rm{ + }}\,\,\underbrace {\,\,{\rm{NO}}\,\,}_{{\rm{0,025}}\,\,{\rm{mol}}}\,\,{\rm{ + }}\,\,{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\,\,{\rm{ + }}\,\,\underbrace {\,\,\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{Fe}}\\{\rm{Cu}}\end{array} \right\}\,\,}_{{\rm{(m}} - {\rm{0,5)}}\,\,{\rm{gam}}}{\rm{.}}\)
Đầu tiên: bảo toàn electron mở rộng ta có số mol NO bằng 0,1 ÷ 4 = 0,025 mol.
⇒ Bảo toàn nguyên tố N suy ra số mol Fe(NO3)2 là (a – 0,1125) mol.
⇒ BTKL kim loại: m + (a – 0,15) × 64 = (a – 0,1125) × 56 + (m – 0,5) ⇒ a = 0,35.
