Điện phân dung dịch chứa 0,6 mol Cu(NO3)2 và 0,4 mol HCl

Cu(NO₃)₂: 0,6 mol
HCl: 0,4 mol
- Cực âm:
\(\begin{matrix} Cu^{2+} & + & 2e^- & \rightarrow & Cu\\ & & 0,4 & & 0,2\\ x & \rightarrow & 2x \end{matrix}\)
- Cực dương:
\(\begin{matrix} 2Cl^- & \rightarrow & Cl_2 & + & 2e^-\\ 0,4 & \rightarrow & 0,2 & & 0,4 \end{matrix}\)
Dung dịch sau điện phân cho tác dụng Fe thu được hỗn hợp kim loại ⇒ Cu²⁺ dư
Nếu ở cục dương chỉ xảy ra quá trình oxi hóa Cl^-, ta có khối lựng dd giảm bằng khối lượng Cl₂ và Cu
m = 0,2 × 71 + 0,2 × 64 = 27 g < 43
Vậy ở cực dương Cl^- hết, H₂O đã bị điện phân
\(\begin{matrix} \cdot & 2H_2O & \rightarrow & O_2 & + & 4e^- & + & 4H^+\\ & & & y & \rightarrow & 4y & & 4y \end{matrix}\)
Đặt Cu²⁺ bị điện phân: x mol
       O₂ thoát ở cực dương y mol
\(\Rightarrow m_{dd \ giam} = m_{Cu} + m_{Cl_2} + m_{O_2}\)
⇒ 43 = 64x + 0,2 × 71 + 32y (1)
     2x = 0,4 + 4y                  (2)
Từ (1), (2) ⇒ x = 0,4 mol; y = 0,1 mol
dd Y gồm: Cu²⁺ dư: 0,2 mol
                   H⁺: 0,4 + 4y = 0,8
                   NO₃^-: 1,2 mol
Fe tác dụng dd Y thu hỗn hợp kim loại: Cu và Fe dư ⇒ H⁺, Cu²⁺ hết
\(\begin{matrix} \cdot & 3Fe & + & 8H^+ & + & {NO_3}^- & \rightarrow & 3Fe^{2+} & + & 4H_2O\\ & 0,3 & \gets & 0,8\\ \cdot & Fe & + & Cu^{2+} & \rightarrow & Fe^{2+} & + & Cu \downarrow\\ & 0,2 & \gets & 0,2 & \rightarrow & & & 0,2 \end{matrix}\)
⇒ 0,5m = 64 × 0,2 + m - (0,3 + 0,2) × 56
⇒ m = 30,4 g