§ Sự điện phân là quá trình oxi hóa – khử xảy ra ở bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li. + Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử (nhận e) + Tại Anot (cực dương) xảy ra quá trình oxi hóa (cho e) § Khác với phản ứng oxi hóa – khử thông thường, phản ứng điện phân do tác dụng của điện năng và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp cho nhau electron mà phải truyền qua dây dẫn.
Trang 1S I N PHÂN ỰĐ Ệ
1. I Ki n th c và chú ý ế ứ
A Đị nh ngh a ĩ
§ S i n phân là quá trình oxi hóa – kh x y ra b m t các i n c c khi có dòng i n m t chi u i ự đ ệ ử ả ở ề ặ đ ệ ự đ ệ ộ ề đ qua ch t i n li nóng ch y ho c dung d ch ch t i n li.ấ đ ệ ả ặ ị ấ đ ệ
+ Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử (nhận e)
+ Tại Anot (cực dương) xảy ra quá trình oxi hóa (cho e)
§ Khác v i ph n ng oxi hóa – kh thông thớ ả ứ ử ường, ph n ng i n phân do tác d ng c a i n n ng và ả ứ đ ệ ụ ủ đ ệ ă các ch t trong môi trấ ường i n phân không tr c ti p cho nhau electron mà ph i truy n qua dây d n.đ ệ ự ế ả ề ẫ
B Các tr ườ ng h p i n phân ợ đ ệ
1 i n phân nóng ch y Đ ệ ả
Phương pháp i n phân nóng ch y ch áp d ng i u ch các kim lo i ho t đ ệ ả ỉ ụ đ ề ế ạ ạ động r t m nh nh : Na, K, Mg, Ca, ấ ạ ư
Ba, Al
a) i n phân nóng ch y oxit: ch áp d ng i u ch Al Đ ệ ả ỉ ụ đ ề ế
2Al2O3 >4Al+3O2
* Tác d ng c a Na3AlF6 (criolit):ụ ủ
+ H nhi t cho ph n ng.ạ ệ ả ứ
+ T o ra m t ch t l ng d n i n t t h n nhôm oxit nóng ch y.ạ ộ ấ ỏ ẫ đ ệ ố ơ ả
+ T o ra m t l p màng nh n i lên trên b m t c a nhôm ng n không cho Al ti p xúc v i oxi và không khí.ạ ộ ớ ẹ ổ ề ặ ủ ă ế ớ
Quá trình i n phân: đ ệ
+ Catot (-): + Anot (+):
Do i n c c làm b ng graphit (than chì) nên b khí sinh ra anot n mòn:đ ệ ự ằ ị ở ă
C+O2 -CO2
2C+O2 ->2CO
Khí anot sinh ra thở ường là h n h p khí CO, CO2 và O2 ỗ ợ Để đơn gi n ngả ười ta thường ch xét phỉ ương trình:
b) i n phân nóng ch y hi roxit Đ ệ ả đ
i n phân nóng ch y hi roxit c a kim lo i nhóm IA và , ,
Đ ệ ả đ ủ ạ để đ ề i u ch các kim lo i tế ạ ương ng.ứ
2M(OH)n >2M+n/2O2+nH2O
c) i n phân nóng ch y mu i clorua Đ ệ ả ố
i n phân nóng ch y mu i clorua c a kim lo i ki m và kim lo i ki m th i u ch các kim lo i t ng ng
MCln ->M+n/2Cl2
2 i n phân dung d ch Đ ệ ị
- Áp d ng ụ để đ ề i u ch các kim lo i trung bình, y u.ế ạ ế
- Trong i n phân dung d ch nđ ệ ị ước gi m t vai trò quan tr ng:ữ ộ ọ
+ Là môi trường để các cation và anion di chuy n v 2 c c.ể ề ự
+ Có th tham gia vào quá trình i n phân:ể đ ệ
T i catot (-) H2O b kh : 2H2O + 2e ạ ị ử → H2 + 2OH–
T i anot (+) H2O b oxi hóa: 2H2O ạ ị → O2 + 4H+ + 4e
V b n ch t nề ả ấ ước nguyên ch t không b i n phân do i n quá l n (I=0) Do v y mu n i n phân nấ ị đ ệ đ ệ ở ớ ậ ố đ ệ ước c n ầ hoà thêm các ch t i n li m nh nh : mu i tan, axit m nh, baz m nh ấ đ ệ ạ ư ố ạ ơ ạ
Các b ướ c vi t s ế ơ đồ và ph ươ ng trình i n phân dung d ch ( i n c c tr , màng ng n x p): đ ệ ị đ ệ ự ơ ă ố
B ướ c 1: Vi t phế ương trình i n li c a ch t tan có trong dung d ch i n phân và xác nh s có m t c a các đ ệ ủ ấ ị đ ệ đị ự ặ ủ
ti u phân các i n c c.ể ở đ ệ ự
anot (+): Các ion âm và
Ở
Trang 2catot (-): Các ion d ng và
B ướ c 2: T i m i i n c c vi t 1 quá trình nhạ ỗ đ ệ ự ế ường ho c nh n electron theo úng th t i n phân.ặ ậ đ ứ ự đ ệ
Th t i n phân t i anot:ứ ự đ ệ ạ
S(2-) ->I- ->Br- >Cl- >H2O
Các g c axit ch a oxi c a axit vô c , ố ứ ủ ơ không nhường electron t i anot khi i n phân dung d ch.ạ đ ệ ị
Th t i n phân t i catot: ion nào có tính oxi hóa m nh nh t ứ ự đ ệ ạ ạ ấ đượ ưc u tiên nh n electron trậ ước:
Các ion dương t o b i kim lo i nhóm IA, IIA ho c ạ ở ạ ặ không bao gi nh n electron khi i n phân dung d ch.ờ ậ đ ệ ị
B ướ c 3: Thành l p pt i n phânậ đ ệ
Nh n xét: ậ
+ i n phân dung d ch bazo, dung d ch axit ch a oxi, HF, dung d ch mu i t o b i kim lo i nhóm IA, IIA ho c Al Đ ệ ị ị ứ ị ố ạ ở ạ ặ
v i axit vô c ch a oxi thì ph n ng i n phân ớ ơ ứ ả ứ đ ệ đều có d ng:ạ
H2O ->H2+1/2O2
+ A là mu i t o b i kim lo i ố ạ ở ạ đứng sau Al và 1 axit vô c ch a oxi thì ph n ng i n phân có d ng:ơ ứ ả ứ đ ệ ạ
A+H2O ->kim lo i+O2+axitạ
+ B là mu i t o b i kim lo i nhóm IA, IIA và Al v i axit không ch a oxi, ph n ng i n phân có d ng:ố ạ ở ạ ớ ứ ả ứ đ ệ ạ
B+H2O ->phi kim+H2+hidroxit kim lo iạ
+ C là mu i t o b i kim lo i ố ạ ở ạ đứng sau Al và axit không ch a oxi thì ph n ng i n phân có d ng:ứ ả ứ đ ệ ạ
C ->Kim lo i/H2+phi kimạ
C Công th c Faraday ứ
D a vào công th c bi u di n nh lu t Faraday ta có th xác nh ự ứ ể ễ đị ậ ể đị được kh i lố ượng các ch t thu ấ đượ ởc các
i n c c:
đ ệ ự
m=AIt/nF trong óđ
A: kh i lố ượng mol
n: s e mà nguyên t ho c ion ã cho ho c nh nố ử ặ đ ặ ậ
I: cường độ dòng i n (A)đ ệ
t: th i gian i n phân (giây)ờ đ ệ
F: h ng s Faraday: F=96500ằ ố
Hic gõ m t quáệ
Công th c tính nhanh s mol e trao ứ ố đổi :n(e trao đổi)=It/F
10 bài đầu tiên nhé
Câu 1: Cho m t dòng i n có cộ đ ệ ường độ không đổ đi i qua 2 bình i n phân m c n i ti p, bình 1 ch a 100ml ddđ ệ ắ ố ế ứ CuSO4 0,01M, bình 2 ch a 100ml AgNO3 0,01M Bi t r ng sau th i gian i n phân 500s thì bên bình 2 xu t ứ ế ằ ờ đ ệ ấ
hi n khí bên catot Cệ ường độ dòng i n, kh i lđ ệ ố ượng c a Cu bám trên catôt và th tích khí ( ktc) xu t hi n bên ủ ể đ ấ ệ anot c a bình 1 l n lủ ầ ượt là:
A 0,193A; 0,032g Cu; 11,2ml O2 B 0,386A; 0,064g Cu; 22,4ml O2
C 0,193A; 0,032g Cu; 22,4ml O2 D 0,193A; 0,032g Cu; 5,6ml O2
Câu 2: i n phân 400ml dung d ch CuSO4 0,2M v i cĐ ệ ị ớ ường độ dòng i n I=10A trong th i gian t, ta th y có đ ệ ờ ấ 224ml khí ( ktc) thoát ra anot Gi thi t r ng i n c c tr và hi u su t là 100% Th i gian i n phân là:đ ở ả ế ằ đ ệ ự ơ ệ ấ ờ đ ệ
A 6 phút 26 giây B 3 phút 10 giây C 7 phút 20 giây D 5 phút 12 giây
Câu 3 : Khi i n phân dung d ch mu i, giá tr pH g n 1 i n c c t ng lên Dung d ch mu i ó là:đ ệ ị ố ị ở ầ đ ệ ự ă ị ố đ
A KCl B CuSO4 C
AgNO3 D K2SO4
Câu 4: i n phân ( i n c c tr , có vách ng n) m t dung d ch có ch a các ion: Fe2+, Fe3+, Cu2+ Th t x y Đ ệ đ ệ ự ơ ă ộ ị ứ ứ ự ả
ra s kh catot l n lự ử ở ầ ượt là:
Làm xong d ng này thì li u hóa còn có d ng nào khó cho ta làmạ ệ ạ
A Fe3+, Cu2+, Fe2+ B Cu2+, Fe3+, Fe2+ C Fe3+, Fe2+, Cu2+ D Fe2+, Fe3+, Cu2+
Trang 3Câu 5: i n phân 400ml dung d ch AgNO3 0,2M và Cu(NO3)2 0,1M v i cĐ ệ ị ớ ường độ dòng i n I=10A, anot b ngđ ệ ằ
b ch kim Sau th i gian t, ta ng t dòng i n, th y kh i lạ ờ ắ đ ệ ấ ố ượng catot t ng thêm m gam trong ó có 1,28g Cu ă đ
Th i gian i n phân t là: (hi u su t i n phân là 100% ).ờ đ ệ ệ ấ đ ệ
A 19,3s B 1158s C 772s D 193s
Câu 7: i n phân 200ml dung d ch CuSO4 0,1M và MgSO4 cho Đ ệ ị đến khi b t ắ đầu xu t hi n khí bên catot thì ấ ệ
ng ng i n phân Tính kh i lừ đ ệ ố ượng kim lo i bám trên catot và th tích khí thu ạ ể được bên anot
A 1,28g; 1,12 lít B 0,64g; 1,12 lít C 0,64g; 2,24 lít D 1,28g; 2,24 lít
Câu 8: i n phân dung d ch CuSO4 và NaCl v i s mol , dung d ch có ch a vài gi t qu tím i n phân v i Đ ệ ị ớ ố ị ứ ọ ỳ Đ ệ ớ
i n c c tr Màu c a qu tím s bi n i nh th nào trong quá trình i n phân?
A đỏ sang xanh B tím sang đỏ C xanh sang đỏ D tím sang xanh
Câu 9: i n phân 2 bình i n phân m c n i ti p Bình 1 ch a 100ml dung d ch CuSO4 0,1M, bình 2 ch a Đ ệ đ ệ ắ ố ế ứ ị ứ 100ml dung d ch NaCl 0,1M Ng ng i n phân khi dung d ch thu ị ừ đ ệ ị được trong bình 2 có pH=13 N ng ồ độ ion Cu2+ còn l i trong bình 1 (th tích dung d ch coi nh không ạ ể ị ư đổi) là:
A 0,04M B 0,1M C 0,08M D 0,05M
Câu 10: Th c hi n ph n ng i n phân dung d ch ch a m gam h n h p CuSO4 và NaCl v i cự ệ ả ứ đ ệ ị ứ ỗ ợ ớ ường độ dòng
i n là 5A n th i i m t, t i 2 i n c c n c b t u i n phân thì ng t dòng i n Dung d ch sau i n phân
hoà tan v a ừ đủ 1,6g CuO và anot c a bình i n phân có 448ml khí bay ra ( ktc) Kh i lở ủ đ ệ đ ố ượng dung d ch gi m ị ả
do ph n ng i n phân là:ả ứ đ ệ
A 3,59g B 3,15g C 1,295g D 2,95g
1D
2A
3A
4A
5B
6A
7D
8D
9D
10D
Câu 11: Th c hi n ph n ng i n phân dung d ch ch a m gam h n h p CuSO4 và NaCl v i cự ệ ả ứ đ ệ ị ứ ỗ ợ ớ ường độ dòng
i n là 5A n th i i m t, t i 2 i n c c n c b t u i n phân thì ng t dòng i n Dung d ch sau i n phân
hoà tan v a ừ đủ 1,6g CuO và anot c a bình i n phân có 448ml khí bay ra ( ktc) N u th tích dung d ch ở ủ đ ệ đ ế ể ị không thay đổi V= 500ml thì n ng ồ độ mol c a các ch t trong dung d ch là:ủ ấ ị
A 0,04M; 0,08M B 0,12M; 0,04M C 0,3M; 0,05M D 0,02M; 0,12M
Câu 12: i n phân 100ml dung d ch CuSO4 0,2M v i cĐ ệ ị ớ ường độ dòng i n I= 9,65A Kh i lđ ệ ố ượng Cu bám trên catot khi th i gian di n phân t1= 200s và t2= 500s (hi u su t i n phân là 100%).ờ ệ ệ ấ đ ệ
A 0,32g; 0,64g B 0,32g; 1,28g C 0,64g; 1,28g D 0,64g; 1,32g
Câu 13: i n phân 400ml dung d ch AgNO3 0,2M và Cu(NO3)2 0,1M v i cĐ ệ ị ớ ường độ dòng i n I=10A, anot đ ệ
b ng b ch kim Sau th i gian t, ta ng t dòng i n, th y kh i lằ ạ ờ ắ đ ệ ấ ố ượng catot t ng thêm m gam trong ó có 1,28g ă đ
Cu Giá tr c a m là:ị ủ
A 11,2g B 1,28g C 9,92g D 2,28g
Câu 14: i n phân (có màng ng n, i n c c tr ) m t dung d ch ch a h n h p CuSO4 và NaCl Dung d ch sauĐ ệ ă đ ệ ự ơ ộ ị ứ ỗ ợ ị
i n phân có th hoà tan b t Al2O3 Dung d ch sau i n phân có th ch a:
A H2SO4 ho c NaOHặ B NaOH C H2SO4 D H2O
Trang 4Câu 15: i n phân 400ml dung d ch CuSO4 0,2M v i cĐ ệ ị ớ ường độ dòng i n I=10A trong th i gian t, ta th y có đ ệ ờ ấ 224ml khí ( ktc) thoát ra anot Gi thi t r ng i n c c tr và hi u su t là 100% Kh i lđ ở ả ế ằ đ ệ ự ơ ệ ấ ố ượng c a catot t ng ủ ă lên là:
A 1,28g B 0,75g C 2,5g D 3,1g
Câu 16: i n phân 100ml dung d ch ch a CuSO4 0,2M và AgNO3 0,1M, v i cĐ ệ ị ứ ớ ường độ dòng i n I=1,93A đ ệ Tính th i gian i n phân ờ đ ệ để được m t kh i lộ ố ượng kim lo i bám trên catot là 1,72g.ạ
A 500s B 1000s C 750s D 250s
Câu 17: i n phân dung d ch NaOH v i cĐ ệ ị ớ ường độ dòng i n là 10A trong th i gian 268 gi Sau khi i n phânđ ệ ờ ờ đ ệ còn l i 100g dung d ch NaOH có n ng ạ ị ồ độ 24% N ng ồ độ % c a dd NaOH trủ ước khi i n phân là:đ ệ
A 4,2% B 2,4% C 1,4% D 4,8%
Câu 18: i n phân 400ml dung d ch CuSO4 0,2M v i cĐ ệ ị ớ ường độ dòng i n I=10A trong th i gian t, ta th y có đ ệ ờ ấ 224ml khí ( ktc) thoát ra anot Gi thi t r ng i n c c tr và hi u su t là 100% N u th tích dung d ch thay đ ở ả ế ằ đ ệ ự ơ ệ ấ ế ể ị
i không áng k thì n ng c a ion H+ trong dung d ch sau i n phân là:
A 0,1M B 0,3M C 0,4M D 0,02M
Câu 19: Cho các dung d ch sau: KCl, Na2SO4, KNO3, AgNO3, ZnSO4, NaCl, NaOH, CaCl2, H2SO4 Dung ị
d ch nào khi i n phân th c ch t là i n phân nị đ ệ ự ấ đ ệ ước?
A KCl, Na2SO4, KNO3 B Na2SO4, KNO3, H2SO4, NaOH
C Na2SO4, KNO3, CaCl2, H2SO4, NaOH D KNO3, AgNO3, ZnSO4, NaCl, NaOH
Câu 20: i n phân 500ml dung d ch AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,2M v i cĐ ệ ị ớ ường độ dòng i n I = 10A và i n đ ệ đ ệ
c c tr Sau th i gian t ta ng t dòng i n Dung d ch sau i n phân ự ơ ờ ắ đ ệ ị đ ệ đượ ấc l y ra ngay để đ o n ng ồ độ các ch t ấ
N u hi u su t i n phân là 100% và th tích dung d ch coi nh không thay ế ệ ấ đ ệ ể ị ư đổi, n ng ồ độ mol ion H+ là 0,16M
N ng ồ độ mol/l c a mu i nitrat trong dd sau i n phân là:ủ ố đ ệ
A 0,2M B 0,17M C 0,15M D 0,3M
11C
12C
13C
14A
15A
16C
17B
18A
19B
20B