Cho hỗn hợp X gồm CuO và NaOH có tỉ lệ mol là 1 : 1 tác dụng vừa đủ với dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H[sub]2[/sub]SO[sub]4[/sub] 0,5M thu

Cho hỗn hợp X gồm CuO và NaOH có tỉ lệ mol là 1 : 1 tác dụng vừa đủ với dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H₂SO₄ 0,5M thu được dung dịch Y gồm m gam hỗn hợp muối trung hòa. Điện phân dung dịch Y với điện cực trơ màng ngăn xốp cường dộ I = 2,68A đến khi khối lượng dung dịch giảm 20,225 gam mất t giây thì dừng lại thu được dung dịch Z. Cho m gam Fe vào Z, sau khi phản ứng kết thúc thu được 0,9675m gam hỗn hợp 2 kim loại. Giá trị của t là
A 11523.
B 10684.
C 12124.
D 14024.

Chọn đáp án là: A
Phương pháp giải:
Bảo toàn điện tích, tăng giảm khối lượng
Lời giải chi tiết:
Đặt n_CuO = a mol; n_NaOH = a mol; n_HCl = b; n_H2SO4 = 0,5b
- Xét quá trình: (CuO, NaOH) + (HCl, H₂SO₄) → (Cu²⁺, Na⁺, Cl^-, SO₄^2-) + H₂O
+ Bảo toàn nguyên tố → dd Y chứa: Cu²⁺ (a mol); Cl^- (b mol); Na⁺ (a mol); SO₄^2- (0,5b mol)
+ BTĐT dd Y: 2n_Cu2+ + n_Na+ = n_Cl- + 2n_SO4 → 2a + a = b + 2.0,5b → b = 1,5a (1)
+ Khối lượng muối: 64a + 35,5b + 23a + 96.0,5b = m (2)
- Xét quá trình điện phân dd Y:
+ Dung dịch sau điện phân tác dụng với Fe được chất rắn Z chứa 2 kim loại → Cu²⁺ chưa điện phân hết
+ Khi cho Fe vào nhận thấy khối lượng chất rắn giảm nên dd sau điện phân có chứa H⁺ ⇒ Cl^- đã điện phân hết
*Catot: Cu²⁺ + 2e → Cu
c 2c c (đặt n_{Cu2+ bị đp} = c mol)
*Anot: 2Cl^- → Cl₂ + 2e
b → 0,5b → b
2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e
2c-b ← 0,5c-0,25b ← (2c-b)
→ m_{dd giảm} = m_{Cu đp} + m_O2 + m_Cl2 ⇒ 64c + 71.0,5b + 32.(0,5c-0,25b) = 20,225 (3)
- Xét quá trình: m(g) Fe + dung dịch Z (Cu²⁺, Na⁺, H⁺, SO₄^2-) → (Fe²⁺, Na⁺, SO₄^2-) + H₂ + 0,9675m (g) (Cu, Fe)
Fe + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂
c-0,5b ← 2c-b
Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu
a-c ← a-c → a-c
Phương pháp tăng giảm khối lượng ta có: m_{KL giảm} = m_{Fe pư} - m_Cu
⇒ 56(c - 0,5b + a - c) - 64(a-c) = m - 0,9675m (4)
Giải (1)(2)(3)(4) → a = 0,18; b = 0,27; c = 0,16; m = 38,2
Vậy n_{e trao đổi} = 2c = 0,32 mol
→ t = n_e.96500/I = 11522 (s)
Đáp án A