Điện phân dung dịch X chứa Cu(NO3)2 và NaCl thấy thể tích khí thoát ra ở cả 2 điện cực V lít (đktc), Tính lượng Fe tối đa?

* Hướng dẫn giải

Tại t = a (s): có khí Cl₂ thoát ra tại anot \( \Rightarrow {V_{C{l_2}}} = x \to {n_{{e_{\left( 1 \right)}}}} = 2{n_{C{l_2}}} = \frac{{2x}}{{22,4}}\) 

Tại t = 3a (s): có khí Cl₂, O₂ thoát ra tại anot mà \({V_{C{l_2}}} + {V_{{O_2}}} = 2x \to {V_{{O_2}}} = x \to {n_{{O_2}}} = \frac{x}{{22,4}}\)

\( \to {n_{Cu}} = \frac{{3{n_{e\left( 1 \right)}}}}{2} = \frac{{3x}}{{22,4}}\) 

Tại t = 4a (s): có khí Cl₂, O₂ thoát ra tại anot và khí H₂ thoát ra tại catot.

\(V = {V_{C{l_2}}} + {V_{{O_2}}} + {V_{{H_2}}} = 7,84 \to {n_{{O_2}}} + {n_{{H_2}}} = 0,35 - \frac{x}{{22,4}}\) (1)

\( \to \left\{ \begin{array}{l} {n_{{H_2}}} = \frac{1}{2}\left( {4{n_{e\left( 1 \right)}} - 2{n_{Cu}}} \right) = \frac{1}{2}\left( {\frac{{8x}}{{22,4}} - \frac{{6x}}{{22,4}}} \right) = \frac{x}{{22,4}}\\ {n_{{O_2}}} = \frac{1}{4}\left( {4{n_{e\left( 1 \right)}} - 2{n_{C{l_2}}}} \right) = \frac{1}{4}\left( {\frac{{8x}}{{22,4}} - \frac{{2x}}{{22,4}}} \right) = \frac{{1,5x}}{{22,4}} \end{array} \right.\)  (2)

Thay (2) thay vào (1): x = 2,24.

Tại t = 2,5a (s): có khí Cl₂ (0,1 mol), O₂ thoát ra tại anot và tại catot có Cu

Có \({n_e} = 2,5{n_{e\left( 1 \right)}} = 0,5mol \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {n_{{O_2}}} = 0,075mol \Rightarrow {n_{HN{O_3}}} = 4{n_{{O_2}}} = 0,3mol\\ {n_{Cu}} = 0,25mol \Rightarrow {n_{C{u^{2 + }}\left( {dd} \right)}} = 0,3 - 0,25 = 0,05mol \end{array} \right.\) 

Khi cho Fe tác dụng với dung dịch sau điện phân thì: \({m_{Fe}} = 56.\left( {\frac{3}{8}{n_{HN{O_3}}} + {n_{C{u^{2 + }}}}} \right) = 9,1\left( g \right)\)