Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm KCl và CuSO4 bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi I = 5A, sau thời gian t giây ở anot thu được 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với He bằng 13,85. Nếu thời gian 2t giây, thể tích khí thoát ra ở anot gấp đôi thể tích khí thoát ra ở catot (đo cùng điều kiện). Các khí sinh ra không tan trong dung dịch và hiệu suất quá trình điện phân đạt 100%. Giá trị của m là

Đáp án C

Sau thời gian t giây:

Hỗn hợp khí ở anot gồm: 

\(\left\{ \begin{array}{l} C{l_2}:a\\ {O_2}:b \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} a + b = 0,1\\ 71a + 32b = 0,1.13,85.4 \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} a = 0,06\\ b = 0,04 \end{array} \right.\)

Thứ tự điện phân:

\(C{{u}^{2+}}+2e\to Cu\)                         

\(\begin{align} & 2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2e \\ & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,06\,\,\,0,12 \\ \end{align}\)

\(\begin{align} & 2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+{{O}_{2}}+4e \\ & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,16\,\,\,\,\,0,04\,\,0,16 \\ \end{align}\)

\({{n}_{e}}=0,12+0,16=0,28\)

Sau thời gian 2t giây:

\({{n}_{e}}=2{{n}_{e\left( 1 \right)}}=0,56\)

Thứ tự điện phân:

\(C{{u}^{2+}}+2e\to Cu\)                          

\(\begin{align} & 2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2e \\ & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,06\,\,\,0,12 \\ \end{align}\)

\(2{{H}_{2}}O+2e\to 2O{{H}^{-}}+{{H}_{2}}\)        

\(2{{H}_{2}}O\to 4{{H}^{+}}+{{O}_{2}}+4e\)

\({{n}_{e}}=2{{n}_{e\left( 1 \right)}}=0,56\to {{n}_{{{O}_{2}}}}=\frac{0,56-0,12}{4}=0,11\)

\({{n}_{\uparrow anot}}=2{{n}_{\uparrow canot}}\to {{n}_{{{H}_{2}}}}=\frac{0,06+0,11}{2}=0,085\)

\({{n}_{e}}=2{{n}_{e\left( 1 \right)}}=0,56\to {{n}_{Cu}}=\frac{0,56-2.0,085}{2}=0,195\)

\(\to \left\{ \begin{align} & CuS{{O}_{4}}:0,195\left( {{n}_{Cu}} \right) \\ & KCl:0,12\left( {{n}_{C{{l}^{-}}}} \right) \\ \end{align} \right.\to m=40,14\) gam