Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 1,0 M và NaCl a M (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước) với cường độ dòng điện không đổi 2A trong thời gian 14475 giây. Dung dịch thu được có khối lượng giảm 14,75 gam so với dung dịch ban đầu.

Đáp án D

\(\sum{{{n}_{e}}=\frac{I.t}{F}=\frac{2.14475}{96500}}=0,3(mol)\)

\(\sum{{{n}_{e\text{ trao doi}}}}=0,3\text{ mol}<2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}\to \)Cu chưa bị điện phân hết và khí thoát ra là Cl₂ và có thể có cả O₂.

Nếu chỉ có khí Cl₂: \(\begin{matrix} C{{u}^{2+}}+2e\to Cu \\ 2C{{l}^{-}}-2e\to C{{l}_{2}} \\ \end{matrix}\to \left| \begin{align} & {{n}_{C{{u}^{2+}}}}=\frac{1}{2}.{{n}_{e}}=0,15(mol) \\ & {{n}_{C{{l}^{-}}}}={{n}_{e}}=0,3(mol) \\ \end{align} \right.\)

\(\to C{{H}_{3}}OH={{m}_{C{{u}^{2+}}}}+{{m}_{C{{l}^{-}}}}=64.0,15+35.5.0,3=20,25\ne 14,75\to \) Loại

→ có cả O₂ thoát ra → m_{dung dịch giảm} \(={{m}_{Cu}}+{{m}_{C{{l}_{2}}}}+{{m}_{{{O}_{2}}}}\)(có thể quy đổi thành \({{m}_{CuC{{l}_{2}}}}+{{m}_{CuO}}\))

Đặt số \({{n}_{CuC{{l}_{2}}}}=a;{{n}_{CuO}}=b\) (quy đổi Cu, Cl₂, O₂ thành CuCl₂ và CuO cho đơn giản)

BTNT (Cu): \(a+b=0,15mol\)

m_{(dung dịch giảm)} \(=135a+80b=14,75gam\)

\(\to a={{n}_{CuC{{l}_{2}}}}=0,05mol\to {{n}_{NaCl}}=0,05.2=0,1mol\) (bảo toàn nguyên tố Cl)

\(\to {{C}_{{{M}_{NaCl}}}}=\frac{0,1}{0,2}=0,5M\)