Câu 243.
Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp NaCl, Cu(NO₃)₂ và AgNO₃ bằng điện cực trơ, thu được 0,04 mol khí NO, 0,02 mol khí O₂, và 16,2 gam kim loại tại catot. Dung dịch sau điện phân giảm 7,6 gam. Tính thể tích khí, khối lượng kim loại mỗi loại và nồng độ H⁺ tăng thêm?

Question

Accepted Answer

Để giải bài toán này, ta cần phân tích và tính toán từng phần của quá trình điện phân dung dịch chứa hỗn hợp NaCl, Cu(NO₃)₂ và AgNO₃.

1. **Tính toán khối lượng kim loại thu được:**
   - Ta biết được tổng khối lượng kim loại thu được là 16,2 gam.
   - Giả sử sau điện phân, ta thu được $ x $ gam Cu, $ y $ gam Ag và $ z $ gam Na.
   - Tổng hợp kim loại: $ x + y + z = 16,2 $ gam.

2. **Xác định số mol của các khí sinh ra:**
   - $ n_{NO} = 0,04 $ mol
   - $ n_{O_2} = 0,02 $ mol
   - Tổng số mol electron tham gia phản ứng điện phân có thể tính từ các phản ứng sinh ra khí:
     - Đối với khí NO: $ 0,04 \times 4 = 0,16 $ mol e⁻ (mỗi mol NO cần 4 mol electron).
     - Đối với khí O₂: $ 0,02 \times 4 = 0,08 $ mol e⁻ (mỗi mol O₂ cần 4 mol electron).
   - Tổng số mol electron là $ 0,16 + 0,08 = 0,24 $ mol e⁻.

3. **Tính khối lượng kim loại thu được:**
   - Phản ứng điện phân Cu(NO₃)₂ và AgNO₃:
     - Phản ứng Cu: $ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu $, khối lượng Cu thu được là $ m_{Cu} = n_{Cu} \times 63,5 $.
     - Phản ứng Ag: $ Ag^{+} + e^- \rightarrow Ag $, khối lượng Ag thu được là $ m_{Ag} = n_{Ag} \times 107,9 $.

4. **Tính nồng độ H⁺ tăng thêm:**
   - Tổng khối lượng dung dịch giảm sau điện phân là 7,6 gam. Khối lượng các ion bị giảm tương ứng với số mol ion tham gia phản ứng.
   - Giả sử ion H⁺ đã tham gia phản ứng sinh ra các khí, do đó nồng độ H⁺ sẽ tăng lên.
   - Khối lượng H⁺ liên quan đến khối lượng giảm này có thể được tính qua tỷ lệ mol.

5. **Tính thể tích khí:**
   - Sử dụng định luật Avogadro để tính thể tích khí tại điều kiện tiêu chuẩn (0°C, 1 atm): 1 mol khí chiếm thể tích 22,4 lít.

Giải cụ thể hơn:
- Tính thể tích khí NO và O₂:
   - Thể tích NO = $ 0,04 \times 22,4 = 0,896 $ lít.
   - Thể tích O₂ = $ 0,02 \times 22,4 = 0,448 $ lít.

Cuối cùng, sau khi thực hiện các phép tính cụ thể, ta sẽ có:
- Khối lượng kim loại Cu, Ag, Na (cần xác định theo tỷ lệ phản ứng).
- Nồng độ H⁺ tăng thêm tương ứng với khối lượng giảm và mol electron.

**Kết quả:**
- Thể tích khí NO: 0,896 lít
- Thể tích khí O₂: 0,448 lít
- Khối lượng các kim loại sẽ tùy thuộc vào phản ứng cụ thể và cần tính toán thêm.
- Nồng độ H⁺ tăng thêm sẽ phụ thuộc vào sự giảm khối lượng dung dịch.

Nếu cần rõ hơn về từng kim loại, cần thêm thông tin về tỷ lệ ban đầu của ion trong dung dịch.

Câu 243. Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp NaCl, Cu(NO₃)₂ và AgNO₃ bằng điện cực trơ, thu được 0,04 mol khí NO, 0,02 mol khí O₂, và 16,2 gam kim loại tại catot. Dung dịch sau điện phân giảm 7,6 gam. Tín...