Điện phân (với các điện cực trơ, màng ngăn) dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 và NaCl bằng dòng điện có cường độ 2,68A. Sau thời gian 6h, tại anot thoát ra 4,48 lít khí (đktc). Thêm 20 gam bột sắt vào dung dịch sau điện phân, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của NO3-) và 12,4 gam chất rắn gồm hai kim loại. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
Phương pháp : Bài toán điện phân thì có thể áp dụng công thức :
ne = I.t / F (để tính số mol e trao đổi ở mỗi điện cực)
Lời giải :
B1 : Xác định lượng NaCl
Điện phân :
Có : ne = It/F = 0,6 mol
Các quá trình có thể xảy ra :
Catot : Cu2+ + 2e -> Cu
2H2O + 2e -> 2OH- + H2
Anot : 2Cl- -> Cl2 + 2e
2H2O -> 4H+ + O2 + 4e
Vì : nCl2 + nO2 = 0,2 mol
Và : ne = 2nCl2 + 4nO2 = 0,6 mol
=> nCl2 = nO2 = 0,1 mol => nNaCl = 0,2 mol
B2 : Xác định lượng Cu(NO3)2.
Vì khi thêm Fe vào thì tạo NO => H+ dư
Chất rắn thu được gồm 2 kim loại nên chỉ tạo Fe2+ và Cu2+ chuyển hết thành Cu và Cu2+ còn dư sau điện phân.
=> nCu2+ đp = 0,3 mol
Có các phản ứng sau :
3Fe + 8H+ + NO3- -> 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
0,15 <- 0,4 -> 0,05
Fe + Cu2+ -> Fe2+ + Cu
x -> x -> x
=> mKl trước – mKL sau = mFe pứ - mCu tạo ra
=> 20 – 12,4 = 56.(0,15 + x) – 64x
=> x = 0,1 mol
=> nCu(NO3)2 bđ = 0,4 mol
m = 86,9g