LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH VÀ GIẢI CÁC BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN TRONG ĐỀ THPT QUỐC GIA 2017

điện phân dung dịch là dạng bài tập thuơng thấy trong các đề thi THPT quốc gia, dây là dạng bài tập hay và khó làm nếu học sinh không hiểu rõ. Tài liệu bài giảng điện phân dung dich này sẽ giúp các em hiểu rĩ những nội dung đó.

BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH TRONG ĐỀ

ĐẠI HỌC 2017

I/ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỆN PHÂN

DUNG DỊCH :

(-) CATOT (cation : ion dương) (+) ANOT (anion : ion âm)

- Là nơi diễn ra sự khử (các ion

kim loại, nước)

- Thứ tự điện phân : chất có tính

oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện

phân (bị khứ trước) : Ag + > Fe 3+ >

Cu 2+ > H + > Fe 2+ ., H2O

- Các cation kim loại đứng trước

Al 3+ và kể cả Al 3+ không bị điện

phân mà thay vào đó là điện

phân nước.

- Là nơi diễn ra sự oxi hóa (các gốc axit không có oxi, nước)

- Thứ tự điện phân : chất có tính khử mạnh hơn sẽ bị điện phân (bị oxi hóa) trước : gốc axit không

có oxi (S 2- > I - > Br - > Cl - )>

RCOO - …> H2O

- Các anion gốc axit vô cơ có oxi không bị điện phân.

> OH

-(-) CATOT (+) ANOT

M n+ + ne M

- Với ion sắt :

- Ví dụ :

- Phương trình điện phân nước :

Fe 3+ + e Fe 2+

Fe 2+ + 2e Fe

2H 2 O + 2e H 2 + 2OH

-X m- - me X or X 2

2Cl - - 2e Cl 2

2H 2 O - 4e 4H + + O 2

Ví dụ : Điện phân hoàn toàn 200ml dung dich hỗn hợp gồm NaCl,

K 2 SO 4 , CuSO 4 với điện cực trơ, màng ngăn xốp Các phát biểu nào sau đây chưa chính xác?

A CÓ KHÍ MÀU VÀNG LỤC THOÁT RA Ở ANOT.

B THỨ TỰ ĐIỆN PHÂN Ở CATOT K+, Na+, Cu 2+

C ANION SO 42- BỊ OXI HÓA Ở ANOT

VÀO ĐIỆN CỰC.

E CÓ THỂ CÓ SỰ ĐIỆN PHÂN NƯỚC Ở CẢ 2 ĐIỆN CỰC

II/ MỘT SỐ CÔNG THỨC TÍNH

TOÁN.

m : khối lượng chất (rắn, khí) thu được ở điện cực, tính bằng gam.

A : khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực.

I : cường độ dòng điện, tính bằng Ampe (A)

t : thời gian điện phân, tính bằng giây.

n : Số e mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận.

F : Hằng số Faraday (F = 96500 culong/mol)

n e trao đổi : Số mol e nhường hay mol e nhận ở 2 điện cực.

m =

AIt nF

n e trao doi =

It F

II/ MỘT SỐ CÔNG THỨC TÍNH

(-) Catot (+) Anot

n e trao đổi = n e nhận n e trao đổi = n e nhường

n e trao đổi (catot) = n e trao đổi (anot)

VÍ DỤ : Điện phân 200 ml dung dịch CuSO 4 0,2 M với điện cực trơ trong thời gian 1930 giây với cường độ dòng điện 2 A Cho rằng hiệu suất phản ứng là 100% và bỏ qua sự hòa tan

của khí và sự bay hơi của nước Hãy tính khối lượng kim loại thu được ở catot và thể tích khí đktc thu được ở anot?

Cu 2+ dư

Cu2+ + 2e Cu

(-) Catot : Cu2+, H2O

2H2O - 4e 4H+ + O2 (+) Anot : SO42- , H2O

nCu2+ = 0,04 mol

ne = 0,04 2.nCu2+= 0,08> ne = 0,04

Cách 1 : Áp dụng công thức faraday:

ne = 0,04 mol

m =

AIt nF

mCu (catot) = = 1,28 gam 2.96500

64.2.1930

mO 2(anot) = = 0,32 gam 4.96500

32.2.1930

nO 2 = 0,01 mol; VO 2 = 0,224 l

n e trao doi =

It F

Cu2+ + 2e Cu

0,04 0,02

(-) Catot : Cu2+, H2O

2H2O - 4e 4H+ + O2 0,04 0,01 (+) Anot : SO42- , H2O

Câu 65/MĐ 201/2017 : Điện phân 200 ml dung dịch gồm CuSO 4 1,25M và NaCl a mol/lit (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước) với cường độ dòng điện không đổi 2A trong thời gian 19300 giây Dung dịch thu được có khối lượng giảm 24,25 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị của a là :

A 0,75 B 0,50 C.1,00 1,50.

mdd giảm = mkết tủa + mkhí

(-) catot : Na + , Cu2+ , H2O (+) : Anot : SO42- ,Cl - , H2O

m dd giảm = m kết tủa + m khì = m Cu (catot) + m Cl2 (anot) + m O2 (anot)

m dd giảm =

TH 1 : Chỉ có Cl- bị điện phân : 0,2.64 + 0,2.71= 27>24,25 (loại)

TH 2 : Cl- bị điện phân hết, H2O bị điện phân sinh ra khí oxi :

nCu2+ = 0,25 mol

ne td = 0,4 mol 2nCu

2+ =0,5>0,4

nCl- = 0,2a mol

Cu2+ + 2e Cu

0,2 0,4 0,2

2Cl- - 2e Cl2 0,2a 0,2a 0,1a

2H2O - 4e 4H+ + O2 (0,4-2a) 0,4 - 2a

4

a = 1,5M

0,4 - 0,2a 4

0,2.64 + 0,1a.71 + 32=24,25

Câu 70/MĐ 202/2017 : Điện phân 100 ml dung dịch gồm CuSO 4 a mol/lit và NaCl 2M (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước) với cường độ dòng điện không đổi 1,25A trong thời gian 193 phút Dung dịch thu được có khối lượng giảm 9,195 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị của

a là :

A 0,40 B 0,50 C.0,45 0,6.

(-) catot : Na + , Cu2+ , H2O (+) : Anot : SO4,Cl 2- - , H2O

TH 1 : chỉ có Cu2+ bị điện phân :

2x = 0,15  x =0,075M

Hay 0,075.71 + 0,075.64 =

10,125>9,195

 loại

TH 2 : Cu2+ điện phân hết, nước bị điện phân sinh ra khí hidro

nCu2+ = 0,1a mol

ne td = 0,15 mol

1.nCl- =0,2>0,15

nCl- = 0,2 mol

2Cl- - 2e Cl2 0,15 0,15 0,075

Cu2+ + 2e Cu

0,1a 0,2a 0,1a

2H2O + 2e H2 + 2OH

-(0,15 - 0,2a) -(0,15 - 0,2a)

2

(0,15 - 0,2a)

2 0,075.71 + 0,1a.64 + 2 = 9,195

a = 0,6M

Câu 74/MĐ 203/2017 : Điện phân 100 ml dung dịch gồm CuSO 4 0,5M và NaCl 0,6M (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước) với cường độ dòng điện không đổi 0,5A trong thời gian t giây Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 4,85 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị của t là :

A 17370 B 14475 C 13510 D 15440.

Cu2+ dư

ne td = 2x mol

(-) Catot : Na + , Cu2+ , H2O (+) : Anot : SO 4 2- ,Cl - , H2O

mdd giảm = mkết tủa + mkhí

X= 0,04 mol

ne td = 2x = 0,08mol t= 15440 s

TH 2 : Cl- điện phân hết,

Nước chưa diện phân.

TH 1 : Cl - dư

TH 3 : Cl- điện phân hết, nước bị điện phân, có khí oxi thoát ra ở anot

Cu2+ + 2e Cu

x 2x x

2Cl- - 2e Cl2 0,06 0,06 0,03 2H2O - 4e 4H+ + O2 (2x -0,06) 2x - 0,06

4

mdd giam = x.64 + 0,03.71 + .32 = 4,852x - 0,06

4

ne = = 0,08It

F

nCu2+ = 0,05 mol

nCl- = 0,06 mol

2.nCu2+=0,1> 1.nCl-=0,06

mdd giam = mCu + mCl2 = 0,03.64 + 0,03.71 = 4,05<4,85

ne td = nCl - = 0,06 mol; nCl2=nCu= 0,03 mol

Câu 72/ MĐ 204/2017 : Điện phân 200 ml dung dịch gồm CuSO 4 0,3M và NaCl 1M (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước

và sự bay hơi của nước) với cường độ dòng điện không đổi 0,5A trong thời gian t giây Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 9,56 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị của t là :

A 27020 B 30880 C.34740 D.28950.

TH 2 : Cu2+ điện phân hết,

Nước chưa diện phân.

ne = 0,12 mol ; nCl2 = 0,06 mol

nCu = 0,06 mol

mdd giam = 0,06.64 + 0,06.71 = 8,1<9,56

(-) Catot : Na + , Cu2+ , H2O (+) : Anot : SO 4 2- ,Cl - , H2O

ne td = 2x mol

mdd giảm = mkết tủa + mkhí

Cl - dư

TH 1 : Cu 2+ dư

Loại

nCu2+ = 0,06 mol

nCl- = 0,2 mol 2nCu2+=0,12 < 1.nCl

- =0,2

Cu2+ + 2e Cu

0,06 0,12 0,06

2H2O + 2e H2 + 2OH

(2x - 0,12) (2x -0,12)

2

2Cl- - 2e Cl2 2x 2x x

mdd giam = 0,06.64 + x.71 + .2 = 9,562x - 0,12

2

x = 0,08 mol

n e = 2x = 0,16 mol

t = 30880 s

LIKE VÀ ĐĂNG KÍ

HÓA HỌC ONLINE

ĐỂ XEM THÊM CÁC VIDEO

BỔ ÍCH KHÁC NHÉ!