MẮC NỐI TIẾP 2 B́NH ĐIỆN PHÂN

Bài 10:

Mắc nối tiếp 2 b́nh điện phân:

B́nh X chứa 800 ml dung dịch HCl nồng độ a(mol/l) và MCl

2

nồng độ

4a(mol/l) . B́nh Y chứa AgNO

3

.

Sau 3 phút 13 giây điện phân th́ khối lượng kim loại tụ ở b́nh X là 0,16 gam ,

b́nh Y là 0,54 gam

Sau 9 phút 39 giây điện phân th́ khối lượng kim loại tụ ở b́nh X là 0,32 gam ,

b́nh Y là 1,62 gam

Ngưng điện phân , lọc lấy các dung dịch ở 2 b́nh trên , đổ vào nhau th́ đc

dung dịch Z có tổng thể tích là 1,6 lít và thu đc 0,61705 gam kết tủa .

a) giải thích các quá tŕnh điện phân

b) tính nguyên tử lượng của M

c) tính nhiệt độ mol của các dung dịch của các dung dịch X, Y, Z

d)

Hăy so sánh thể tích khí thoát ra ở anốt của các b́nh X và Y . Các pứ

xảy ra hoàn toàn . Coi thể tích của các dung dịch không thay đổi khi

điện phân.

Hướng dẫn:

a) ta có hai b́nh điện phân mắc nối tiếp :

•

B́nh X chứa 800 ml dd MCl

2

và HCl

•

B́nh Y chứa 800 ml dd AgNO

3

Ta lại có các thí nghiệm

1 Sau 3’12’’, khối lượng kim loại ở X là 0,16 gam và ở Y là 0,54 g

2 Sau 9’39’’, khối lượng kim loại ở X là 0,32 gam và ở Y là 1,62 g

Khi tăng gấp 3 thời gian , khối lượng kim loại ở X tăng gấp 2 , khối lượng kim loại

ở Y tăng gấp 3 . Do đó, ta có thể suy ra , khi tăng gấp 2 thời gian (6’26’’). Muối

MCl

2

ở b́nh X đă điện phân hết và phần thời gian c ̣n lại (9’39’’-6’26’’=3’13’’), HCl

bị điện phân ở b́nh Y , sau 9’39’’ , muối AgNO

3

có thể bị điện phân chưa hết .

Ta có các pt:

1 ở b́nh X:

MCl

2

= M + Cl

2

2HCl = H

2

+ Cl

2

0,005 mol 0,005 mol

0,01 0,005 mol

2 Ở b́nh Y:

2AgNO

3

+H

2

O = 2Ag + 1/2O

2

+ 2HNO

3

0,015 0,015 0,015

Gọi số mol MCl

2

; HCl lần lượt có trong X là a,4a mol ; số mol AgNO

3

ở b́nh Y là

b mol , nguyên tử khối của M là m.

Ứng với thời gian tăng gấp đôi ta có các khối

lượng kim loại M ở X =0,32 g và khối lượng Ag ở Y =1,08 gam

Ta có các pt sau:

mIt

108It

⇒

0,32=

²

^.

⁹⁶⁵⁰⁰

⇒

1,08=

²

^.

⁹⁶⁵⁰⁰

(1) ; m

Ag

=

⁹⁶⁵⁰⁰

^.

²

m

M

=

²

^.

⁹⁶⁵⁰⁰

(2)

Từ (1) và (2) suy ra m=64. Vậy M là Cu

b)

Sau thời gian 6’26’’ ở b́nh X n

Cu

= 0,32:64= 0,005 mol ; n

CuCl

²

= 0,005 mol

=a

n

HCl

= =4a=0,02 mol

Sau time 9’39’’ ở Y: n

Ag

= 1,62:108= 0,015 mol ;

^⇒

n

AgNO

³

= 0,015 mol

35

It

5

,

(3)

Sau time 3’13’’ c ̣n lại ta có :m

Cl

ở b́nh X=

⁹⁶⁵⁰⁰

`

=

35

0

It

54

m

Cl

0

⇒

(4) . Từ (3) (4) ta có

¹⁰⁸

m

Ag

ở b́nh Y =0,54=

⁹⁶⁵⁰⁰

0

=

.

m

Cl

=

¹⁰⁸

⁰

^,

¹⁷⁷⁵

^g

. Số mol Cl

2

sinh ra từ HCl = 0,1775:71=0,0025 mol

Số mol HCl bị điện phân ở X =0,0025.2=0,005 mol . Số mol Hcl dư= 0,02-

0,005=0,015 mol .

Ngưng điện phân , lọc lấy các dd ở hai b́nh đổ vào nhau thu đc dung dịch Z(1,6l) và

0,61705 gam kết tủa . Do Z có kết tủa

^⇒

trong b́nh Y c ̣n chứa AgNO

3

dư . Ta có

các pt pứ:

AgNO

3

+ HCl = AgCl

^↓

+ HNO

3

0,0043 0,0043 0,0043 0,0043 mol

số mol Ag =0,61705:143,5=0,0043 mol . Số mol AgNO

3

< số mol HCl

^⇒

HCl dư

và AgNO

3

hết . Số mol HCl trong Z=0,015-0,0043=0,0107 mol

Số mol AgNO

3

trong Y =0,015+0,0043=0,0193 mol

Số mol HNO

3

trong Z =0,015+ 0,0043=0,0193 mol

Ta có :Dung dịch X:

1000

005

; [HCl ] =4.0,00625=0,025M

[

CuCl

2

] =

⁸⁰⁰

⁰

^,

⁰⁰⁶²⁵

^M

0193

Dung dịch Y: [AgNO

3

] =

⁸⁰⁰

⁰

^,

⁰²⁴¹²⁵

^M

Dung dịch Z:[HNO

3

] = 0,0193:1,6 = 0,012 M;[HCl ] =0,0107:1,6 = 0,0067M

d) anốt b́nh X có pứ:2Cl

^-

-2e = Cl

2

; Anốt b́nh Y có pứ: H

2

O -2e=1/2O

2

+ 2H

⁺

Suy ra thể tích khí sinh ra ở X gấp đôi ở b́nh Y.