Điện phân dung dịch CuSO4 và NaCl với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi 2A, hiệu suất 100%

Chọn D.

Trong khoảng thời gian 2895 (s) (trao đổi 0,06 mol electron) thì tại cực âm thoát ra 0,02 mol Cu và 0,01 mol H₂

$\to 0,02$ mol khí còn lại gồm $C{l}_2\left(x\text{ mol}\right)$ và  $O_2\left(y\text{ mol}\right)$

$\to x+y=0,02$ và $2x+4y=0,06$

$\to x=y=0,01$

Trong khoảng thời gian từ $t+2895\to 2t$ chỉ là điện phân H₂O nên phần khí tăng thêm là

$2,125a-a-0,03=1,125a-0,03$  chỉ bao gồm O₂ và H₂. Do $n_{H_2}=2n_{O_2}$  nên:

$n_{O_2}=0,375a-0,01$

$n_{H_2}=0,75a-0,02$

Như vậy trong thời gian từ $t\to 2t$  thì tại cực dương có:

$n_{C{l}_2}=0,01$

$n_{O_2}=0,375a-0,01+y=0,375a$

Bảo toàn electron cho cực dương ở 2 khoảng thời gian $\left(0\to t\right)$  và $\left(t\to 2t\right)$

$2a=0,01.2+0,375a.4\to a=0,04$

Ban đầu: $n_{CuS{O}_4}=a+0,02=0,06$  và $n_{NaCl}=2a+2x=0,1$

Khi $t=5404$  thì $n_e=0,112$

Catot: $n_{Cu}=0,056\to n_{C{u}^{2+}}$  dư = 0,004

Anot: $n_e>n_{C{l}^{-}}$  nên $C{l}^{-}$  đã hết, có O₂ thoát ra.

Dung dịch điện phân lúc này chứa $C{u}^{2+}\left(0,004\right),S{O}_4^{2-}\left(0,06\right),N{a}^{+}\left(0,1\right),$  bảo toàn điện tích

$\to n_{H^{+}}=0,012$

Bảo toàn electron: $2n_{Fe}$  phản ứng $=2n_{C{u}^{2+}}+n_{H^{+}}$

$\to n_{Fe}$ phản ứng = 0,01

$\Delta m=m_{Cu}-m_{Fe}$ phản ứng = -0,304

$\to$ Giảm 0,304 gam.