Điện phân 0,5 lít dung dịch Cu(NO3)2 0,045M (d = 1,035g/ml) với điện cực trơ

* Hướng dẫn giải

Đáp án C

- Có m_{dung dịch ban đầu} = 500.1,035 = 517,5 gam

- Trường hợp 1: Cu²⁺ chưa bị điện phân hết (x < 0,0225)

$2{\mathrm{Cu}}^{2+} + 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \to 2\mathrm{Cu} + 4{\mathrm{H}}^{+} + {\mathrm{O}}_2$

  x                               x         2x       0,5x

=> m_{dung dịch sau phản ứng} = 517,5 - (64x + 32.0,5x) = 517,5 - 80x

=>V_{dung dịch sau phản ứng} = $\frac{517,5-80\mathrm{x}}{1,036}ml$

Sau phản ứng dung dịch có $\mathrm{pH}=1 \Rightarrow \left[{\mathrm{H}}^{+}\right]=0,1\mathrm{M}$

$\mathit{\Rightarrow }\mathit{ }\frac{\mathit{2}\mathit{x}\mathit{.}\mathit{1}\mathit{,}\mathit{036}}{\mathit{(}\mathit{517}\mathit{,}\mathit{5}\mathit{-}\mathit{80}\mathit{x}\mathit{)}\mathit{.}{\mathit{10}}^{\mathit{-}\mathit{3}}}\mathit{=}\mathit{0}\mathit{,}\mathit{1}\mathit{ }\mathit{\Rightarrow }x\mathit{=}\mathit{0}\mathit{,}\mathit{0249}\mathit{ }mol\mathit{ }\mathit{>}\mathit{ }\mathit{0}\mathit{,}\mathit{0225}\mathit{ }\mathit{\Rightarrow }\mathit{ }Loại$Loại

- Trường hợp 2: Cu²⁺ bị điện phân hết

$2{\mathrm{Cu}}^{2+} + 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \to 2\mathrm{Cu} + 4{\mathrm{H}}^{+} + {\mathrm{O}}_2$

      0,0225                      0,0225   0,045   0,01125

     $2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \to 2{\mathrm{H}}_2 + {\mathrm{O}}_2$

         x           x      0,5x

    m_{dung dịch sau phản ứng} =517,5 - 64.0,0225 - 32.(0,01125 + 0,5x) - 2x = 515,7 - 18x

V_{dung dịch sau phản ứng} =$\frac{515,7-18\mathrm{x}}{1,036}ml$

Sau phản ứng dung dịch có $\mathrm{pH}=1 \Rightarrow \left[{\mathrm{H}}^{+}\right]=0,1\mathrm{M}$

$\mathit{\Rightarrow }\mathit{ }\frac{\mathit{0}\mathit{,}\mathit{045}\mathit{.}\mathit{1}\mathit{,}\mathit{036}}{\mathit{(}\mathit{515}\mathit{,}\mathit{7}\mathit{-}\mathit{18}x\mathit{)}\mathit{.}{\mathit{10}}^{\mathit{-}\mathit{3}}}\mathit{=}\mathit{0}\mathit{,}\mathit{1}\mathit{ }\mathit{\Rightarrow }x\mathit{=}\mathit{2}\mathit{,}\mathit{75}\mathit{ }mol$

Thời gian điện phân: $t\mathit{=}\mathit{ }\frac{\mathit{(}\mathit{0}\mathit{,}\mathit{0225}\mathit{.}\mathit{2}\mathit{+}\mathit{2}x\mathit{)}\mathit{.}\mathit{96500}}{\mathit{9}\mathit{,}\mathit{65}}\mathit{=}\mathit{55450}s$