Câu 219.
Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp NaCl và Cu(NO₃)₂ bằng điện cực trơ. Sau phản ứng, thu được 3,2 gam Cu bám ở catot và 0,04 mol khí thoát ra ở anot. Dung dịch giảm 3,6 gam. Tính số mol mỗi muối và pH dung dịch sau điện phân?

Question

Accepted Answer

Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần phân tích các thông tin đã cho và thực hiện một số tính toán.

1. **Thông tin đã cho:**
   - Khối lượng Cu thu được ở catot: 3,2 g.
   - Khối lượng khí thoát ra ở anot: 0,04 mol.
   - Dung dịch giảm 3,6 g.

2. **Tính số mol Cu:**
   Khối lượng mol của Cu là 63,5 g/mol. Vậy số mol Cu thu được là:
   $$
   n_{Cu} = \frac{3,2 \text{ g}}{63,5 \text{ g/mol}} \approx 0,0504 \text{ mol}
   $$

3. **Tính khí thoát ra ở anot:**
   Khí thoát ra ở anot có thể là khí O₂ từ sự điện phân của nước. Mỗi 1 mol O₂ sinh ra từ 2 mol nước (2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻). Do đó, 0,04 mol O₂ tương ứng với 0,08 mol H₂O đã điện phân.

4. **Tính tổng khối lượng muối đã mất:**
   Dung dịch giảm 3,6 g. Khối lượng giảm này chủ yếu do sự tiêu thụ các ion Na⁺ và Cu²⁺ từ dung dịch.

- Khối lượng của Cu (3,2 g) và khí (khí không có khối lượng trực tiếp trong dung dịch, nhưng chúng ta cần xác định mối quan hệ giữa NaCl và Cu(NO₃)₂ trong dung dịch giảm).
   - Giả sử x là số mol của NaCl và y là số mol của Cu(NO₃)₂.

5. **Lập phương trình cân bằng:**
   $$
   x + y \text{ (số mol)} = \text{Khối lượng giảm (3,6 g)}
   $$
   Khối lượng của NaCl là 58,5 g/mol và Cu(NO₃)₂ là 187 g/mol.

- Khối lượng của muối tiêu thụ: $ x \times 58,5 + y \times 187 = 3,6 $ g.

6. **Tính toán số mol muối:**
   Chúng ta có 2 phương trình từ dữ liệu:
   - Khối lượng Cu từ Cu(NO₃)₂: $ y $ mol sẽ cho $ y \times 63,5 $ g Cu.
   - Khối lượng muối tiêu thụ giảm: $ x \times 58,5 + y \times 187 = 3,6 $.

Giải phương trình này sẽ giúp chúng ta tìm ra x và y.

7. **Tính pH:**
   - Sau khi điện phân, dung dịch có H⁺ từ nước điện phân và ion Na⁺ còn lại.
   - Ta biết rằng mỗi mol H₂O tạo ra 4H⁺ và trong trường hợp của 0,08 mol nước, chúng ta sẽ có 0,32 mol H⁺.
   - Do đó, pH sẽ được tính như sau:
   $$
   pH = -\log[H^+] = -\log(0,32) \approx 0,49.
   $$

8. **Kết luận:**
   - Số mol của mỗi muối NaCl và Cu(NO₃)₂ sẽ cần tính toán chi tiết từ các phương trình đã đưa ra.
   - pH của dung dịch sau điện phân là khoảng 0,49.

Hy vọng với các bước trên, bạn có thể tìm ra số mol của mỗi muối và xác định pH một cách chính xác!

Câu 219. Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp NaCl và Cu(NO₃)₂ bằng điện cực trơ. Sau phản ứng, thu được 3,2 gam Cu bám ở catot và 0,04 mol khí thoát ra ở anot. Dung dịch giảm 3,6 gam. Tính số mol mỗi muối...