ĐIỆN PHÂN NÂNG CAO 2020

Tiến hành điện phân với điện cực trơ và màng ngăn xốp một dung dịch chứa m gamhỗn hợp CuSO4 và NaCl cho đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực thì dừng lại.. Điện phân dung

Câu 1 Tiến hành điện phân với điện cực trơ và màng ngăn xốp một dung dịch chứa m gam

hỗn hợp CuSO4 và NaCl cho đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực thì dừng lại

Ở anot thu được 0,896 lít khí (đkc) Dung dịch sau khi điện phân có thể hòa tan tối đa 3,2 gam CuO Giả sử hiệu suất của quá trình điện phân là 100% và các khí không hoà tan trong nước Giá trị của m là

Câu 33 Chọn A.

- Vì dung dịch hòa tan được CuO nên dung dịch sau điện phân có chứa H+ (tức là tại anot nước đã điện phân) Ta có :

Cu2+ + 2e → Cu

x mol 2x mol → x mol

2Cl- → Cl2 + 2e 2y mol y mol 2y mol

H2O → 4H+ + O2 + 4e 0,08 mol ← 0,02 mol → 0,08 mol

Xét hỗn hợp khí ta có:

Câu 2 Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl và 0,05 mol CuSO4 bằng dòng điện một chiều có cường độ 2A (điện cực trơ, có màng ngăn) Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu được

khí ở hai điện cực có tổng thể tích là 2,352 lít (đktc) và dung dịch X Dung dịch X hòa tan được

tối đa 2,04 gam Al2O3 Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong dung

dịch Giá trị của t là

Câu 33 Chọn B.

- Xét TH1: Dung dịch Y chứa Na2SO4 và NaOH

- Quá trình:

0,02 mol BT:S

2 3

đpdd

a

→

6 7 8

+ Ta có: NaOH Al O2 3

n =2n → −x 0,1 0,04= → =x 0,14 mol

- Quá trình điện phân như sau:

CuO H

n + =2n =0,08mol

+



BT:e

Cu

⇒ =m 160nCuSO4+58,5nNaCl = 11,94(g)

Cu + →Cu 2e ; 2H O 2e+ + →2H +2OH−

0 ,05 0,05 a 2Cl− →Cl2+2e ; 2H O2 → +4e 4H++O2

0,14 0,07 b

+

BT: e

e 3

96500

b 5.10

=



- Xột TH2: Dung dịch Y chứa Na2SO4 và H2SO4

- Quỏ trỡnh:

0,02 mol BT: Na

2 3

2

đpdd

4

→

6 7 8

+ Ta cú: H SO2 4 Al O2 3

n =3n →0,05 x 0,12− = → <x 0

⇒ Trường hợp này khụng thỏa món

Cõu 3 Tiến hành điện phõn dung dịch chứa 0,25 mol Cu(NO3)2 và 0,18 mol NaCl bằng điện

cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dũng điện khụng đổi tới khi khối lượng dung dịch giảm

21,75 gam thỡ dừng điện phõn Cho m gam bột Fe vào vào dung dịch sau điện phõn, kết thỳc

phản ứng, thấy thoỏt ra khớ NO (sản phẩm khử duy nhất) và cũn lại 0,75m gam rắn khụng tan

Giỏ trị của m là

Cõu 33 Chọn A.

- Ta cú

e (trao đổi) It

96500

- Cỏc quỏ trỡnh điện phõn diễn ra như sau :

Cu2+ + 2e → Cu

a mol 2a mol → a mol

2Cl- → Cl2 + 2e 0,18 mol 0,09 mol 0,18 mol

H2O → 4H+ + O2 + 4e 4b mol ← b mol → 4b mol

- Xột khối lượng giảm sau điện phõn ta cú:

2

BT:e

64a 32b 15,36 b 0,06

+



- Dung dịch sau điện phân chứa: Na+, H+ (0,24 mol) và NO3- (0,5 mol) và Cu2+ (0,04 mol)

- Khi cho dung dịch sau điện phân tác dụng với Fe dư thì:

2

8

+

mà mFe(ban ®Çu)−mr¾n =4,72→ −m 0,75m 4,72= ⇒ =m 18,88(g)

Câu 4: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp

CuSO4 và NaCl vào nước, thu được dung dịch

X Tiến hành điện phân X với các điện cực trơ,

màng ngăn xốp, dòng điện có cường độ không

đổi Tổng số mol khí thu được ở cả hai điện

cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t)

được mô tả như đồ thị bên (gấp khúc tại điểm

M, N) Giả sử hiệu xuất điện phân là 100%, bỏ

qua sự bay hơi của nước Giá trị của m là

Câu 5 Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp CuSO4 và

NaCl vào nước, thu được dung dịch X Tiến hành

điện phân X với các điện cực trơ, màng ngăn xốp,

dòng điện có cường độ không đổi Tổng số mol khí

thu được trên cả 2 điện cực (n) phụ thuộc vào thời

gian điện phân (t) được mô tả như đồ thị bên (đồ thị

gấp khúc tại các điểm M, N) Giả sử hiệu suất điện

phân là 100%, bỏ qua sự bay hơi của H2O Giá trị của

m là

Câu 6 Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp CuSO4 và KCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp, I

= const Tổng số mol khí thoát ra ở cả hai điện cực y mol phụ thuộc vào thời gian điện phân x giây được biểu diễn theo đồ thị sau:

n 0,35

0,1

Nếu điện phân dung dịch X trong thời gian 3t giây thu được dung dịch Y Dung dịch Y hòa tan tối đam gam Al Biết hiệu suất của quá trình điện phân là 100% các khí sinh ra không tác dụng với H2O, H2O không bay hơi Tìm m

Câu 7: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm FeCl3, FeCl2, CuCl2 trong nước thu được dung dịch Y Điện phân dung dịch Y bằng dòng điện một chiều với điện cực trơ Đồ thị biểu diễn khối lượng dung dịch giảm theo thời gian như sau:

m giảm

40,85

Nếu cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch đã điện phân sau 10x giây thì thì thu được 31,5 gam kết tủa Nếu điện phân dung dịch Y trong thời gian 12x giây sau đó cho AgNO3 dư vào dung dịch sau điện phân thì khối lượng kết tủa gần nhất với

Câu 8: Điện phân với điện cực trơ màng ngăn xốp dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 và NaCl bằng dòng điện 1 chiều có cường độ ổn định Đồ thị hình bên biểu diễn mối liên hệ giữa tổng số mol khí bay ra ở 2 điện cực và thời gian điện phân Tìm m

n khí

0,3

Câu 33 Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm CuSO4 và KCl vào H2O, thu được dung dịch Y Điện phân Y (có màng ngăn, điện cực trơ) đến khi H2O bắt đầu điện phân ở cả hai điện cực thì dừng điện phân Số mol khí thoát ra ở anot bằng 4 lần số mol khí thoát ra từ catot Giả sử các khí sinh ra không hoà tan trong nước Phần trăm khối lượng của CuSO4 trong X là

Câu 33 Chọn B.

- Giả sử số mol KCl trong X là 1 mol, khi đó quá trình điện phân xảy ra như sau :

Cu2+ + 2e → Cu

a mol → 2a mol

2H2O + 2e → 2OH- + H2

2Cl- → Cl2 + 2e

1 mol 0,5 mol

2b mol → b mol

- Theo đề bài ta có :

2

BT:e

2a 2b 1 a 0,375mol

4b 0,5 b 0,125mol

−



- Vậy hỗn hợp X gồm CuSO4 (0,375 mol) và KCl (1 mol)

+ 4

CuSO 0,375.160

0,375.160 1.74,5

Câu 33 Tiến hành điện phân dung dịch chứa NaCl và 0,15 mol Cu(NO3)2 bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi I = 5A trong thời gian 6562 giây thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 15,11 gam Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa m gam bột Fe, phản ứng tạo ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) Giả sử hiệu suất của quá trình điện phân là 100% và các khí không hoà tan trong nước Giá trị m là

Câu 31 Chọn B.

Ta có:

e

It

F

= =

Ta catot:

Cu2+ + 2e → Cu

0,15 0,3 0,15

2H2O + 2e → H2 + 2OH–

0,04 → 0,02 → 0,04

Tại anot:

2Cl- → Cl2 + 2e

x → 2x

H2O → 4H+ + O2 + 4e 4y ¬

y → 4y

BT: e

Cu H

x 0,05 2x 4y 0,34

y 0,06



Dung dịch sau khi điện phân gồm H+ dư (0,2 mol), NO3– (0,3 mol), Na+

n

4

+

Câu 33 Điện phân dung dịch X gồm FeCl2 và NaCl (tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2) với điện cực

trơ màng ngăn xốp thu được dung dịch Y chứa hai chất tan, biết khối lượng dung dịch X lớn hơn khối lượng dịch Y là 4,54 gam Dung dịch Y hòa tan tối đa 0,54 gam Al Mặt khác dung dịch X

tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 thu được m gam kết tủa Biết các phàn ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị m là

Câu 33 Chọn D.

- Xét trường hợp dung dịch Y chứa 2 chất tan là NaOH và NaCl Quá trình điện phân diễn ra như

sau :

Tại catot:

Fe2+ + 2e → Fe

x ← 2x → x

2H2O + 2e → 2OH- + H2

2y → 2y y

Tại Anot:

2Cl- → Cl2 + 2e (2x + 2y) (x + y) ← (2x + 2y)

3

2

suy ra

Al

OH

n − =n =0, 02→ =y 0, 01 mol

- Khối lượng dung dịch giảm: 56x 71n+ Cl 2 +2nH 2 =4,54→ =x 0,03 mol

X:

2 3

2

BT: e

AgNO 2

BT: Cl

FeCl :0,03mol

Cõu 33 Cho 24,94 gam hỗn hợp gồm CuSO4 và KCl vào nước dư, thu được dung dịch X Tiến hành điện phõn dung dịch X bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dũng điện I = 5A

trong thời gian t giậy, thấy khối lượng dung dịch giảm 9,7 gam Nếu thời gian điện phõn là 1,5t

giõy, khối lượng catot tăng 6,4 gam; đồng thời thu được dung dịch Y Dung dịch Y hũa tan tối

đa m gam Al2O3 Giỏ trị của m và t lần lượt là

A 1,36 gam và 4632 giõy B 2,04 gam và 3088 giõy.

C 1,36 gam và 3088 giõy D 2,04 gam và 4632 giõy.

Cõu 33 Chọn C.

t (s) Cu2+ + 2e → Cu

2Cl- → 2e + Cl2 2H2O → 4e + 4H+ + O2 1,5t (s) Cu2+ + 2e → Cu

0,1 0,1 0,1 2H+ + 2e → H2

2Cl- → 2e + Cl2 2H2O → 4e + 4H+ + O2

- Xột quỏ trỡnh điện phõn tại 1,5t (s) ta cú :

4 4

hỗn hợ p CuSO

74,5

−

- Vậy dung dịch Y gồm SO42-(0,1 mol), K+ (0,12 mol) và H+

2

BTDT

n + 2n − n + 0,08mol

- Cho Y tỏc dụng với Al2O3 thỡ :

H

+

- Xột quỏ trỡnh điện phõn tại t (s), gọi a là số mol O2 tạo thành theo đề bài ta cú :

32n +71n +64n =m →32a 71.0,06 64(0,06 0,5a) 9,7+ + + = ⇒ =a 0,025mol

- Vậy

e trao đổi

5

Cõu 33 Điện phõn dung dịch chứa 0,2 mol CuSO4 và 0,12 mol NaCl bằng điện cực trơ, với cường độ dũng điện khụng đổi I = 5A trong thời gian 4632 giõy thỡ dừng điện phõn Nhỳng thanh Mg vào dung dịch sau điện phõn, kết thỳc phản ứng, khối lượng thanh Mg thay đổi như thế nào so với trước phản ứng Giả thiết hiệu suất điện phõn là 100%

A giảm 3,36 gam B tăng 3,20 gam C tăng 1,76 gam D khụng thay

đổi

- Ta cú :

e trao đổi It

96500

Quỏ trỡnh điện phõn xảy ra như sau :

Cu2+ + 2e → Cu

x 0,24 → 0,12

2Cl- → Cl2 + 2e 0,12 → 0,06 0,12 2H2O → 4H+ + 4e + O2 0,12 ← 0,12 → 0,04

- Vậy trong dung dịch sau điện phõn gồm Cu2+ (0,08 mol), H+ (0,12 mol) và SO42-

- Khi cho Mg tỏc dụng với dung dịch sau điện phõn thỡ :

+

Cõu 37 Điện phõn 200 ml dung dịch X cú chứa Cu(NO3)2 x mol/l và NaCl 0,06 mol/l với cường

độ dũng điện 2A Nếu điện phõn trong thời gian t giõy ở anot thu được 0,448 lớt khớ Nếu điện

phõn trong thời gian 2t giõy thỡ thể tớch thu được ở 2 điện cực là 1,232 lớt Cỏc khớ đo ở điều kiện tiờu chuẩn và giả sử khớ sinh ra khụng hoà tan trong nước Giỏ trị của x là

Cõu 37 Chọn D.

- Trong thời gian t (s):

Tại catot:

Cu2+ + 2e → Cu

Tại anot:

2Cl- + 2e → Cl2 0,012 0,012 0,006 2H2O + 4e → 4H+ + O2 0,056 ← 0,014

e (t)

n 0,068 mol

- Trong thời gian 2t (s):

Tại catot:

Cu2+ + 2e → Cu

0,05 ← 0,1

2H2O + 2e → 2OH- + H2

0,036 ← 0,018

Tại anot:

2Cl- + 2e → Cl2 0,012 0,012 0,006 2H2O + 4e → 4H+ + O2 0,124 → 0,031

n 0,055 (n n ) 0,018 mol

Vậy x = 0,25 M