Có hai bình điện phân (điện cực trơ, có màng ngăn) mắc nối tiếp với nhau: Bình một chứa 1 lít dung dịch CuCl2 2x mol/l, bình hai chứa 2 lit dung dịch AgNO3 x mol/l. Tiến hành điện phân trong thời gian 50 phút với I = 1,93A. Trộn hai dung dịch còn lại trong hai bình sau điện phân thu được kết tủa và trong dung dịch sau khi trộn còn 0,08 mol Cl-. Giá trị của x là:

2 bình mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện và thời gian như nhau.

`n_{e(1)}=n_{e(2)}={50.60.1,93}/96500=0,06(mol)`

`=> n_{Cu}=0,03(mol);n_{Ag}=0,06(mol)`

`=> n_{CuCl_2(dư)}=2x-0,03; n_{AgNO_3(dư)}=2x-0,06`

`2AgNO_3+CuCl_2->2AgCl+Cu(NO_3)_2`

`2x-0,06.          x-0,03`

`=> n_{CuCl_2(dư)}=x => 2x=0,08=> x=0,04`

Đáp án: $x=0,04$

Giải thích các bước giải:

$n_e=\dfrac{It}{F}=\dfrac{1,93.50.60}{96500}=0,06$ mol 

Hai bình mắc nối tiếp nên $I_1=I_2$, do đó $n_{e_1}=n_{e_2}$ 

$n_{CuCl_2}=2x(mol)$ 

$\Rightarrow n_{Cu^{2+}}=2x(mol); n_{Cl^-}=4x(mol)$  

(-) Catot: $Cu^{2+}+2e\to Cu$ 

(+) Anot: $2Cl^-\to Cl_2+2e$ 

Sau phản ứng còn dư $Cl^-$. Dung dịch gồm $Cu^{2+}, Cl^-, H_2O$

$n_{Cl^-\text{pứ}}=0,06$ mol 

$\Rightarrow n_{Cl^-\text{dư}}=4x-0,06$ mol 

$n_{AgNO_3}=2x(mol)$  

$\Rightarrow n_{Ag^+}=2x(mol)$ 

(-) Catot: $Ag^++1e\to Ag$ 

(+) Anot: $2H_2O\to 4H^++O_2+4e$ 

Sau phản ứng còn dư $Ag^+$. Dung dịch gồm $Ag^+, NO_3^-, H^+, H_2O$ 

$n_{Ag^+\text{pứ}}=0,06$ mol 

$\Rightarrow n_{Ag^+\text{dư}}=2x-0,06$ mol  

Dễ thấy $n_{Ag^+}<n_{Cl^-}$ nên $Cl^-$ dư $4x-0,06-(2x-0,06)=2x$ mol 

$\Rightarrow 2x=0,08$ 

$\Rightarrow x=0,04$