Tính khối lượng Fe đã dùng saqu quá trình điện phân dung dịch chứa NaCl và Cu(NO3)2 bằng điện cực trơ?

Câu hỏi:

Tiến hành điện phân dung dịch chứa NaCl và 0,15 mol Cu(NO₃)₂ bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi I = 5A trong thời gian 6562 giây thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 15,11gam. Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa m gam bột Fe, phản ứng tạo ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵). Giá trị m là.

A.
2,80 gam     

B.
4,20 gam   

C.
3,36 gam         

D.
5,04 gam

Đáp án đúng: B

Bạn đang xem: Tính khối lượng Fe đã dùng saqu quá trình điện phân dung dịch chứa NaCl và Cu(NO3)2 bằng điện cực trơ?

– Ta có  \({n_{e{\rm{ (trao doi)}}}} = \frac{{It}}{{96500}} = 0,34\,mol\)

– Các quá trình điện phân diễn ra như sau :

Tại catot

Cu²⁺      +       2e          →       Cu

0,15 mol         0,3 mol     →   0,15 mol

2H₂O     +        2e       →   2OH^–      +       H₂

                    0,04 mol →   0,04 mol     0,02 mol

Tại anot:

2Cl^–         →     Cl₂      +      2e

2x mol          2x mol       2x mol

H₂O  →   4H⁺       +    O₂       +       4e

4y mol  ←   y mol   →  4y mol

– Xét khối lượng giảm sau điện phân ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}
2{n_{C{l_2}}} + 4{n_{{O_2}}} = {{\rm{n}}_{e{\rm{ trao doi}}}}\\
71{n_{C{l_2}}} + 32{n_{{O_2}}} = {{\rm{m}}_{dd{\rm{ giam}}}} – 64{n_{Cu}} – 2{n_{{H_2}}}
\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}
2x + 4y = 0,34\\
71x + 32y = 5,47
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x = 0,1\,mol\\
y = 0,06\,mol
\end{array} \right.\)

– Dung dịch sau điện phân chứa: Na⁺, H⁺ : 0,2 mol và NO₃^–: 0,3 mol.

– Khi cho dung dịch sau điện phân tác dụng với Fe dư thì:

\(\mathop {3Fe\,}\limits_{0,075\,mol} \,\,\,\,\mathop { + \,}\limits_ \leftarrow  \,\,\,\,\mathop {8{H^ + }}\limits_{0,2\,mol}  + 2N{O_3}^ –  \to 3F{e^{2 + }} + 2NO + 4{H_2}O\)

\( \Rightarrow {m_{Fe{\rm{ bi hoa tan}}}} = 0,075.56 = 4,2g\)