Câu 212.
Điện phân dung dịch chứa 0,1 mol Cu(NO₃)₂ và 0,2 mol AgNO₃ bằng điện cực trơ, không màng ngăn. Sau khi dừng điện phân, thu được 16,2 gam kim loại và 0,04 mol khí NO duy nhất. Tính khối lượng muối còn lại và thể tích khí O₂ sinh ra nếu có?

Question

Accepted Answer

{"userId":5375286,"userName":"W H Y ?"}

Gọi số mol $AgNO_3$ phản ứng là $x$, số mol $Cu(NO_3)_2$ phản ứng là $y$.

Khi điện phân dung dịch chứa $AgNO_3$ và $Cu(NO_3)_2$ thì $AgNO_3$ điện phân trước, sau đó đến $Cu(NO_3)_2$.

Tại catot (-):

$Ag^+ + 1e ightarrow Ag$

$Cu^{2+} + 2e ightarrow Cu$

Tại anot (+):

$H_2O ightarrow 2H^+ + \frac{1}{2}O_2 + 2e$

$NO_3^- + 4H^+ + 3e ightarrow NO + 2H_2O$

Theo đề bài, sau khi dừng điện phân thu được 16,2 gam kim loại và 0,04 mol khí NO duy nhất.

Ta có hệ phương trình:

$108x + 64y = 16,2$ (1)

$AgNO_3 + H_2O ightarrow HNO_3 + Ag + \frac{1}{2}O_2$

$0,2$ $ ightarrow$ $0,2$ $0,2$ $0,1$

$3Cu + 8H^+ + 2NO_3^- ightarrow 3Cu^{2+} + 2NO + 4H_2O$

$\frac{3}{2}n_{NO}$ $\leftarrow$ $n_{NO}$

$n_{NO_3^- (Cu(NO_3)_2)} = 0,1 imes 2 = 0,2$ mol

$NO_3^-$ dư

$n_{Cu} = \frac{3}{2} imes 0,04 = 0,06$ mol

$n_{Ag} = 0,2$

$m_{Ag} = 0,2 imes 108 = 21,6$

Vì $m_{Ag} > 16,2$ nên $AgNO_3$ dư.

$AgNO_3 + 1e ightarrow Ag$

$x$ $ ightarrow$ $x$

$n_{Cu^{2+}} = y$

$Cu^{2+} + 2e ightarrow Cu$

$y$ $ ightarrow$ $2y$

$n_{NO_3^-} = 2y$

$3Cu + 8H^+ + 2NO_3^- ightarrow 3Cu^{2+} + 2NO + 4H_2O$

$\frac{3}{2} imes 0,04 = 0,06$

$Cu$ dư

$n_{Cu} = 0,06$

$108x + 64 imes 0,06 = 16,2$

$108x = 16,2 - 3,84 = 12,36$

$x = \frac{12,36}{108} = 0,1144$

$n_{Ag} = 0,1144$

$AgNO_3$ hết

$n_{AgNO_3} = 0,1144 < 0,2$ mol

$m_{AgNO_3} = 0$

$108 imes 0,1144 + 64 imes 0,06 = 12,3552 + 3,84 = 16,1952$

$Cu^{2+} + 2e ightarrow Cu$

$2NO_3^- ightarrow 2NO_3^- + \frac{1}{2}O_2 + 2e$

$4H^+ + 4e ightarrow 2H_2$

Vì có NO nên $Cu(NO_3)_2$ hết, $Cu$ dư

$\frac{2}{3}Cu(NO_3)_2 ightarrow 2NO + 3Cu$

$0,04 imes \frac{3}{2} = 0,06$

$0,04$

$0,06 < 0,1$

$ ightarrow$ $AgNO_3$ hết, $Cu(NO_3)_2$ hết.

$Ag^{+1} + 1e ightarrow Ag^0$

$Cu^{+2} + 2e ightarrow Cu^0$

Giải hệ phương trình:

$n_{Ag} = x$

$n_{Cu} = y$

$108x + 64y = 16,2$

$x = 0,2$

$y = \frac{16,2 - 108 imes 0,2}{64} = \frac{16,2 - 21,6}{64} = -0,08$

Vô lý.

$2y = \frac{3NO}{2}$

Gọi $V_{O_2} = 0$

Khối lượng muối còn lại là $Cu(NO_3)_2$ dư

$n_{Cu(NO_3)_2} = 0$

Câu 212. Điện phân dung dịch chứa 0,1 mol Cu(NO₃)₂ và 0,2 mol AgNO₃ bằng điện cực trơ, không màng ngăn. Sau khi dừng điện phân, thu được 16,2 gam kim loại và 0,04 mol khí NO duy nhất. Tính khối lượng m...