Đáp án đúng: D
Phương pháp giải:
ne trao đổi = It/F
Do dung dịch X tác dụng Fe thu được hỗn hợp kim loại ⟹ dung dịch X có Cu2+ ⟹ Cu2+ chưa bị điện phân hết.
Anot (+):
2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Từ số mol electron trao đổi và tổng số mol khí ⟹ giá trị của V.
Catot (-):
Cu2+ + 2e → Cu
Xác định thành phần các ion trong dung dịch X.
Khi cho Fe tác dụng với dung dịch X thu được hỗn hợp kim loại nên sẽ tạo muối Fe2+.
Ta có nNO = ¼.nH+
Quá trình trao đổi e:
Fe0 → Fe+2 + 2e Cu+2 + 2e → Cu0
N+5 + 3e → N+2
Áp dụng bảo toàn e: 2nFe pư = 2nCu + 3nNO ⟹ nFe pư.
Ta có mKL sau pư = mFe dư + mCu ⟹ giá trị của m.Giải chi tiết:ne trao đổi = It/F = 5.9650/96500 = 0,5 mol
nNaCl = nCl- = 0,5V (mol)
nCu(NO3)2 = nCu2+ = V (mol)
Mặt khác, dung dịch X tác dụng Fe thu được hỗn hợp kim loại ⟹ dung dịch X có Cu2+ ⟹ Cu2+ chưa bị điện phân hết.
Anot (+):
2Cl- → Cl2 + 2e
0,5V → 0,25V → 0,5V
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
(0,5-0,5V) ← (0,5-0,5V)/4 ← (0,5-0,5V)
Ta có nkhí = 0,25V + (0,5-0,5V)/4 = 0,175 ⟹ V = 0,4 lít.
⟹ nNaCl = 0,2 mol; nCu(NO3)2 = 0,4 mol.
Catot (-):
Cu2+ + 2e → Cu
0,25 ← 0,5
Dung dịch X chứa: \(\left\{ \begin{array}{l}C{u^{2 + }}du:0,4 - 0,25 = 0,15\\N{a^ + }:0,2\\{H^ + }:0,3\\N{O_3}^ - :0,8\end{array} \right.\)
Fe tác dụng với dung dịch X thu được hỗn hợp kim loại nên sẽ tạo muối Fe2+.
Ta có nNO = ¼.nH+ = 0,075 mol
Quá trình trao đổi e:
Fe0 → Fe+2 + 2e Cu+2 + 2e → Cu0
N+5 + 3e → N+2
Áp dụng bảo toàn e: 2nFe pư = 2nCu + 3nNO ⟹ 2nFe pư = 2.0,15 + 3.0,075 ⟹ nFe pư = 0,2625 mol.
Ta có mKL sau pư = mFe dư + mCu
⟹ 0,8m = (m - 0,2625.56) + 0,15.64
⟹ m = 25,5 gam.
