Hoà tan hồn hợp gồm FeCln, Fe 2(SO4)3, CuO2 và CuSO4 vào nước thành 200 ml dung dịch A. Điện phân 100 lít dung dịch A cho đến khi hết ion Cl thì dừng điện phân thấy catot tăng 6,4 gam, đồng thời khối lượng dung dịch giàm 17,05 gam. Dung dịch sau diện phân phản ứng với NaOH vừa đủ thu được kất tủa B, nung B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16 gam hỗn hợp hai oxit kim loại, cô cạn 100 ml dung dịch A thu được m gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của m là

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Tại catot có thể lần lượt xảy ra các quá trình:

(1) Fe³⁺ +1e → Fe²⁺

(2) Cu²⁺ + 2e → Cu

(3) Fe²⁺ + 2e → Fe

(4) 2H₂O + 2e → OH^- + H₂

Tại anot có thể lần lượt xảy ra các quá trình:

2Cl^- →Cl₂ + 2e

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

Sau khi điện phân A, cho dung dịch này phản ứng với NaOH thu được kết tủa B, nung B đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp 2 oxit. Trong A có 2 loại ion kim loại.

Mặt khác, khi điện phân dung dịch A cho đến khi hết ion Cl^- thì catot tăng 6,4 gam.

⇒ Quá trình (2) đã xảy ra một phần, Cu²⁺ vẫn còn trong dung dịch sau điện phân.

Gọi số mol Fe³⁺, Cu²⁺, Cl^-, SO₄2- trong 100ml dung dịch A lần lượt là a,b,c,d.

Khi điện phân hết Cl^-, n_Cu²⁺ đã bị điện phân = 0,1 mol

Theo bảo toàn e: số e do Fe³⁺ và Cu²⁺ nhận bằng số mol Cl^- nhường.

a + 0,1.2 = c (1)

Khối lượng dung dịch giảm gồm Cu²⁺ và Cl^- đã phản ứng và bị tách ra khỏi dung dịch

6,4 + 35,5c = 17,05 (2)

Sau khi điện phân A, cho dung dịch này phản ứng với NaOH thu được kết tủa B, nung B đến khối lượng không đổi được 16 gam 2 oxit.

Fe³⁺  --> 0,5Fe²O³

a                  0,5a

Cu²⁺   --> CuO

b - 0,1         b - 0,1

Suy ra: 160,0,5a + 80(b – 0,1) = 16 (3)

Theo định luật bảo toàn điện tích, đối với dung dịch A ta có:

3a + 2b = c + 2d (4)

Giải hệ phương trình ta được:

a = 0,1; b = 0,2; c= 0,3; d = 0,2

Khối lượng muối trong 100ml dung dịch A là 48,25 gam