Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn) dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 và NaCl

* Hướng dẫn giải

Đáp án B

• Xét tại thời điểm t^h; dung dịch sau điện phân hòa tan Al sinh ra H₂ mà tỷ lệ CuSO₄ : NaCl = 1:1 nên.

Đặt số mol CuSO₄ và NaCl đều là b mol.

Ở catot: Cu²⁺ + 2e → Cu⁰; ở anot: 2Cl^-  - 2e → Cl₂ ; 2H₂O – 4e → 4H⁺ + O₂.

Dung dịch X Phản ứng với Al  sinh ra a mol H₂ → lượng H⁺ đã phản ứng = 2a mol.

→ Số mol e trao đổi = b + 2a mol .

• Xét tại thời điểm 2th, số mol e trao đổi = 2 (2a + b) mol.

Ở catot: Cu²⁺ + 2e → Cu⁰ ; 2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂ || Ở anot: 2Cl^-  - 2e → Cl₂ ; 2H₂O – 4e → 4H⁺ + O₂.

Số mol e Cl^- nhường = b mol → số mol e H₂O nhường = 4a + b mol → Lượng H⁺ sinh ra = 4a + b

Số mol e Cu²⁺ nhận = 2b mol → Số mol e H₂O nhận = 4a mol → số mol OH^- = 4a mol.

Trong dung dịch có OH^- và H⁺ nên : H⁺ + OH^- → H₂O.

→ Lượng H⁺ dư = b mol.

Cho Al dư vào dung dịch: Al + 3H⁺ → Al³⁺ + 3/2 H₂.

→ Số mol H₂ = b /2  = 4a → a : b = 1 : 8

• Xét các nhận định:

+ Tại thời điểm 2th số mol khí thoát ra ở hai cực là: 2a  + 0,5 b + 0,25   (4a + b ) , thay b = 8 a → số mol khí thoát ra =  9a mol → (1) đúng.

+ Tại thời điểm 1,75^t h thì số mol e trao đổi = 1,75 (2a + b) mol.

Nếu H₂O điện phân thì Cu²⁺ điện phân hết → số mol e Cu²⁺ nhận = 2b mol < 1,75 (2a + b)

→ 0,25b < 3,5a → a : b < 1 / 3 đúng (do a : b = 0,75). → (2) đúng.

+ Tại thời điểm 1,5^t h thì số mol e trao đổi = 1,5 (2a + b) mol.

Nếu H₂O điện phân thì Cu²⁺ điện phân hết → số mol e Cu²⁺ nhận = 2b mol < 1,5 (2a + b)

→ 0,5b < 3a → a : b < 1 / 6 →  đúng (do a : b = 1:8 ). → (3) đúng.

+ Tại thời điểm 0,8t h thì số mol e trao đổi = 0,8 (2a + b) mol.

Nếu H₂O điện phân thì Cl^- điện phân hết → số mol e Cl^- nhường= b mol < 0,8 (2a + b)

→ 0,2b < 1,6 a → a : b < 1 / 8 đúng (do a : b = 1:8). → (4) đúng.

+ Tại thời điểm 2th thì số mol H₂ sinh ra = 2a mol. → (5) sai.