Tiến hành điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp) một dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 và NaCl cho tới khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực thì dừng lại. Ở anot thu được 0,448 lít khí (đktc). Dung dịch sau điện phân có thể hòa tan tối đa 0,68g Al2O3. Giá trị m có thể là giá trị nào sau đây?
Phương pháp : Bài tập điện phân
Các cation kim loại mạnh (trước Al trong dãy điện hóa) và các gốc aanion axit có oxi (NO3- , SO42-..) sẽ không bị điện phân.
Lời giải :
Dung dịch sau điện phân có thể hòa tan tối đa Al2O3
+) TH1 : có OH-
Catot : Cu2+ + 2e -> Cu
2H2O + 2e -> 2OH- + H2
Anot : 2Cl- -> Cl2 + 2e
Có : nCl2 = nKhí anot = 0,02 mol
Al2O3 + 2OH- -> 2AlO2- + H2O
=> nOH- = 1/75 mol
Bảo toàn e : 2nCu2+ + nOH- = 2nCl2
=> nCu2+ = 1/75 mol
Vậy m(g) gồm : 1/75 mol CuSO4 và 0,04 mol NaCl
=> m = 4,47(g)
+)TH2 : có H+
Caot : Cu2+ + 2e -> Cu
Anot : 2Cl- -> Cl2 + 2e
2H2O -> 4H+ + O2 + 4e
Có : Al2O3 + 6H+ -> 2Al3+ + 3H2O
=> nH+ = 0,04 mol => nO2 = 0,01 mol
Vậy nCl2 = nkhí anot – nO2 = 0,01 mol
Bảo toàn e : 2nCu2+ = 2nCl2 + nH+
=> nCu2+ = 0,03 mol
Vậy m = 5,97g
Vậy chọn giá trị m = 4,47g (có đáp án A)