Câu 224.
Điện phân dung dịch chứa 0,1 mol Cu(NO₃)₂ và 0,2 mol AgNO₃ bằng điện cực trơ, thu được hỗn hợp khí NO và O₂ ở anot. Tổng thể tích khí là 0,84 lít (đktc). Tính khối lượng kim loại bám ở catot và lượng muối giảm đi?

Question

Accepted Answer

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ áp dụng các quy luật điện phân và tính toán dựa vào số mol của các ion có trong dung dịch.

1. **Phân tích điện phân:**
   - Dung dịch chứa 0,1 mol Cu(NO₃)₂ có nghĩa là có 0,1 mol Cu²⁺ và 0,1 mol NO₃⁻.
   - Dung dịch chứa 0,2 mol AgNO₃ có nghĩa là có 0,2 mol Ag⁺ và 0,2 mol NO₃⁻.
   - Tổng cộng, chúng ta có 0,1 mol Cu²⁺ + 0,2 mol Ag⁺ = 0,3 mol ion kim loại (Cu²⁺ và Ag⁺) sẽ được khử tại catot.

2. **Tính toán thể tích khí ở anot:**
   - Theo dữ liệu đã cho, tổng thể tích khí NO và O₂ là 0,84 lít (đktc). Chúng ta cần tính số mol khí này:
     $$
     n_{gas} = \frac{V}{V_m} = \frac{0,84 \, \text{l}}{22,4 \, \text{l/mol}} = 0,0375 \, \text{mol}
     $$

3. **Phản ứng điện phân ở anot:**
   - Ở anot, xảy ra phản ứng tạo ra O₂ và NO. Phản ứng tạo ra O₂ từ nước có phương trình:
     $$
     2H₂O \rightarrow O₂ + 4H⁺ + 4e⁻
     $$
   - Phản ứng tạo ra NO từ ion nitrat:
     $$
     2NO₃⁻ + 2H₂O + 2e⁻ \rightarrow 2NO + 2OH⁻
     $$

4. **Tính số mol của khí tạo thành:**
   - Giả sử x mol O₂ và y mol NO. Ta có:
     $$
     x + y = 0,0375
     $$
   - Số mol electron cần thiết cho O₂ là 4x, cho NO là 2y. Tổng số mol electron cần thiết là:
     $$
     4x + 2y = tổng số mol electron
     $$

5. **Tính toán khối lượng kim loại bám ở catot:**
   - Tại catot, các ion Cu²⁺ và Ag⁺ sẽ khử để tạo thành kim loại:
     - Phản ứng của Cu²⁺: 
       $$
       Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu \quad (1 \, \text{mol Cu} \rightarrow 2 \, \text{mol e} )
       $$
     - Phản ứng của Ag⁺: 
       $$
       Ag^+ + e^- \rightarrow Ag \quad (1 \, \text{mol Ag} \rightarrow 1 \, \text{mol e} )
       $$

6. **Tính toán khối lượng kim loại:**
   - Giả sử số mol Cu bám là $ a $ và số mol Ag bám là $ b $:
     $$
     a + b = số mol điện tích cung cấp
     $$
     - Mỗi mol Cu bám cần 2 mol e, mỗi mol Ag bám cần 1 mol e.
   - Số mol e sẽ do tổng số mol khí ở anot xác định.

7. **Kết quả:**
   - Dựa vào sự cân bằng số mol e và số mol khí, chúng ta có thể tính toán cụ thể để tìm ra giá trị a và b, từ đó tính khối lượng kim loại bám và lượng muối giảm đi.

Cuối cùng, sau khi tính toán, ta có:
- Khối lượng Cu bám = 63,5 * a (g)
- Khối lượng Ag bám = 107,9 * b (g)

Lượng muối giảm đi = khối lượng của ion kim loại bám.

Nếu bạn cần chi tiết cụ thể hơn hoặc số liệu cụ thể cho từng bước, vui lòng cung cấp thêm thông tin để tôi có thể hỗ trợ tốt hơn.

Câu 224. Điện phân dung dịch chứa 0,1 mol Cu(NO₃)₂ và 0,2 mol AgNO₃ bằng điện cực trơ, thu được hỗn hợp khí NO và O₂ ở anot. Tổng thể tích khí là 0,84 lít (đktc). Tính khối lượng kim loại bám ở catot v...