Tiến hành điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 bằng điện cực

Đáp án A

Phương pháp giải:

Do nhúng Mg vào dd sau điện phân thì khối lượng thanh Mg không đổi nên chứng tỏ dd sau điện phân có chứa Cu²⁺ để sinh ra Cu bù vào lượng Mg bị tan.

Catot:      Cu²⁺ +  2e → Cu

Anot:       H₂O → 2H⁺ + ½ O₂  +  2e

Dựa vào khối lượng dung dịch giảm tính được lượng Cu²⁺ bị điện phân.

Từ đó xác định thành phần dung dịch sau điện phân.

Khi nhúng Mg vào dd sau điện phân:

            Mg + Cu²⁺ → Mg²⁺ + Cu

            Mg + 2H⁺ → Mg²⁺ + H₂

Khối lượng thanh Mg không đổi nên lượng Mg tan ra bằng lượng Cu bám vào ⟹ giá trị của a.

Giải chi tiết:

Do nhúng Mg vào dd sau điện phân thì khối lượng thanh Mg không đổi nên chứng tỏ dd sau điện phân có chứa Cu²⁺ để sinh ra Cu bù vào lượng Mg bị tan.

Giả sử n_Cu²⁺ _{bị điện phân} = b (mol).

Catot:      Cu²⁺ +  2e → Cu

                 b →     2b →  b

Anot:       H₂O → 2H⁺ + ½ O₂  +  2e

                             2b ←   0,5b ← 2b

Ta có: m_{dd giảm} = m_Cu + m_O2 ⟹ 64b + 32.0,5b = 16 ⟹ b = 0,2.

Dung dịch sau điện phân có chứa: Cu²⁺ dư (a - 0,2); H⁺ (0,4) và SO₄^2- (a)

Khi nhúng Mg vào dd sau điện phân:

            Mg      +     Cu²⁺ → Mg²⁺ + Cu

            (a-0,2) ← (a-0,2) →          (a-0,2)

            Mg  +  2H⁺ → Mg²⁺ + H₂

            0,2 ←  0,4

Khối lượng thanh Mg không đổi nên lượng Mg tan ra bằng lượng Cu bám vào

⟹ 24.(a - 0,2 + 0,2) = 64.(a - 0,2)

⟹ a = 0,32.