Lời giải:Số mol Cu(NO3)2 và KCl lần lượt là 0,1 và 0,4 mol
Tại catot lần lượt xảy ra các quá trình:
(1) Cu2+ +2e → Cu
(2) 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Tại anot lần lượt xảy ra các quá trình:
(a) 2Cl- → Cl2 + 2e
(b) 2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Nhận xét: trong số các ion do muối điện li ra chỉ có Cu2+ và Cl- bị điện phân ở các điện cực.
Nếu Cu2+ và Cl- bị điện phân hết, tổng khối lượng dung dịch giảm:
(0,1.64 + 0,4.35,5) = 20,6 (gam) < 34,3 gam
→ Cu2+ và Cl- bị điện phân hết, nước tham gia phản ứng ở cả 2 điện cực
Gọi mol H2 thoát ra ở catot là x
O2 thoát ra ở anot là y.
Ta có:
Bảo toàn e: 0,2 + 2x = 0,4 + 4y (1)
Tổng khối lượng giảm: 64.0,1 + 2x + 71.0,2 = 34,3 (2)
Giải hệ phương trình (1)và (2) ta được: x = 0,85; y = 0,375
Sau khi điện phân trong dung dịch có:
K+ (0,4 mol); NO3- ( 0,2 mol); OH- ( 2.0,85 = 1,7 mol); H+ (4.0,375 = 1,5 mol)
Sau phản ứng trên còn dư 0,2 mol OH-
→ Dung dịch cuối cùng có K+( 0,4 mol); NO3- ( 0,2 mol); OH- ( 0,2 mol)
→ Có 0,2 mol KNO3 và 0,2 mol KOH
Nồng độ các chất còn lại trong dung dịch là: KNO3 0,2 M; KOH 0,2 M
