Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4

Giải SBT Hóa 12 Bài 21: Điều chế kim loại

Bài 21.24 trang 49 Sách bài tập Hóa học 12:

Lời giải:

Trong quá trình điện phân cation nào có tính oxi hoá mạnh hơn sẽ thu e trước, anion nào có tính khử mạnh hơn sẽ nhường e trước. Trong dung dịch đã cho thứ tự như sau:

- Ở catot: Cu²⁺ > H⁺ (H₂O) > Na⁺

- Ở anot: Cl^- > OH^- (H₂O) > SO₄^2-

Ghép các ion thành phân tử để viết phương trình điện phân. Các ion Cl^- và Cu²⁺ điện phân trước

CuCl₂ $\stackrel{dp\text{dd}}{\to }$ Cu + Cl₂ (1)

2CuSO₄ + 2H₂O $\stackrel{dp\text{dd}}{\to }$ 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄ (2)

Thời gian cần thiết để điện phân ở (1):

Thời gian còn lại để điện phân (2) là: 9650 - 5790= 3860 (s)

$m=\frac{A.I.t}{n.F}$ suy ra $t=\frac{m.n.F}{A.I}=$$\frac{71.0,06.96500}{2.71}=5790\text{ (s)}$

Tính khối lượng O₂ thu được khi điện phân trong 3860 s:

$m=\frac{A.I.t}{n.F}$$=\frac{\mathrm{32.2.3860}}{4.96500}=0,64\text{ (g)}$

$n_{O_2}=\frac{0,64}{32}=0,02\text{ mol}$

Tổng số mol khí thu được ở anot là: 0,06 + 0,02 = 0,08 mol

Thể tích khí thu được ở anot là: 0,08.22,4 = 1,792 (l)