Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol KCl và a mol Cu(NO3)2 (điện cực trơ, màng ngăn xốp) sau một thời gian thu được dung dịch X và khối lượng dung dịch giảm 21,5 gam. Cho thanh sắt vào...

* Hướng dẫn giải

Đáp án C

Bản chất quá trình: \(C{{u}^{2+}}\) về catot ⁻ bị khử tạo thành Cu, \(C{{l}^{-}}\) về anot ⁺ bị oxi hóa → Cl₂

Vì cho Fe + X có khí thoát ra, Cu(NO₃)₂ còn dư sau quá trình điện phân, KCl hết → quá trình điện phân chia 2 giai đoạn, ở giai đoạn 2 chưa kết thúc.

→ Khối lượng dung dịch giảm = mCu + mCl₂ ↑ + mO₂ ↑

Cu(NO₃)₂ + 2KCl → Cu + Cl₂ + 2KNO₃

      0,1            0,2        0,1    0,1        0,2

2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O → 2Cu + O₂ + 4HNO₃

      x                          x        0,5x      2x

Khối lượng dung dịch giảm: \(64(0,1+x)+0,1.71+\frac{32}{2}x=21,5\to x=0,1\)

Dung dịch sau phản ứng gồm: \(C{{u}^{2+}},{{H}^{+}},NO_{3}^{-}\)

\(\begin{array}{l}
F{\rm{e   }} + {\rm{   }}4{H^ + } + NO_3^ -  \to F{{\rm{e}}^{3 + }} + NO + 2{H_2}O\\
0,05{\rm{       0,2                  0,05}}
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
F{\rm{e}}\,\,\,\,{\rm{ + }}\,\,\,{\rm{2F}}{{\rm{e}}^{3 + }} \to 3F{{\rm{e}}^{2 + }}\\
0,025\,\,\,\,{\rm{0}},{\rm{05}}
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
F{\rm{e   +   C}}{{\rm{u}}^{2 + }} \to F{{\rm{e}}^{2 + }}{\rm{  }} + {\rm{  }}Cu\\
{\rm{ y         y           y}}
\end{array}\)

Khối lượng thanh sắt giảm: \(56(0,075+y)-64y=2,6\to y=0,2\to a=0,4\)