Điện phân (với điện cực trơ) một dd chứa m (g) hỗn hợp NaCl và CuSO4 cho tới khi nước bắt đầu điện phân ở 2 điện cực thì dừng lại. ở anot thu 0,448 lít khí đktc. dd sau điện phân có thể hoà tan tối đa 0,68g Al2O3. Giá trị của m là

Đáp án: $5,97$ gam hoặc $4,473$ gam

Giải thích các bước giải:

$n_{Al_2O_3}=\dfrac{1}{150}$ mol 

$n_{\text{khí anot}}=0,02$ mol 

Tại catot: $Cu^{2+}+2e\to Cu$ 

Tại anot: $2Cl^-\to Cl_2+2e$ 

- Nếu $Cl^-$ hết trước, tại anot có phản ứng sau, tiếp diễn đến khi $Cu^{2+}$ hết:

$H_2O\to 4H^++O_2+4e$ 

$n_{H^+}=6n_{Al_2O_3}=0,04$ mol 

$\Rightarrow n_{O_2}=0,01$ mol 

$\Rightarrow n_{Cl_2}=0,02-0,01=0,01$ mol  

$\Rightarrow n_{NaCl}=0,01.2=0,02$ mol 

Bảo toàn electron: $2n_{CuSO_4}= 2n_{Cl_2}+ 4n_{O_2}$ 

$\Rightarrow n_{CuSO_4}=0,03$ mol 

Vậy $m=0,03.160+0,02.58,5=5,97$ gam 

- Nếu $Cu^{2+}$ hết trước, tại catot có phản ứng sau, tiếp diễn đến khi $Cl^-$ hết:

$2H_2O+2e\to H_2+2OH^-$ 

$n_{OH^-}=2n_{Al_2O_3}=\dfrac{1}{75}$ mol 

$n_{Cl_2}=0,02$ mol 

Bảo toàn electron: $2n_{Cl_2}= 2n_{Cu^{2+}}+n_{OH^-}$ 

$\Rightarrow n_{Cu^{2+}}=\dfrac{1}{75}$ mol 

$\Rightarrow n_{CuSO_4}=\dfrac{1}{75}$ mol, $n_{NaCl}=0,04$ mol 

$\Rightarrow m=0,04.58,5+\dfrac{1}{75}.160=4,473$ gam