Giáo án điện phân

Sự điện phân dùng dòng điện để thực hiện các phản ứng hoá học D.. Sự điện phân chỉ thực hiện trong dung dịch chất điện li ĐK 2 Phát biểu nào sau đây là sai: A.. Trong điện phân cực âm xả

Trang 1

Trung tâm luyện thi OLYMPIA | (Thầy Đỗ Kiên- 0948206996) Victory loves preparation 1

1 Điện phân

Điện phân là gì? Là quá trình oxi hoá khử xảy ra ở bề mặt điện cực khi có dòng điện một chiều

đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li

Tips: Cực dương Anot | Cực âm Catot

Dạng 1: Điện phân nóng chảy

Quá trình điện phân

Lưu ý: Nếu điện cực là than chì thì khí O2 sinh ra sẽ ăn mòn điện cực:

C + O2 → CO2 (O2 dồi dào)

C + CO2 → CO (O2 thiếu)

VD1 Viết quá trình điện phân nóng chảy rắn NaOH, Ca(OH)2, BaCl2

_ _ _

Catot (Cực âm) Anot (Cực dương)

Trang 2

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Công thức sử dụng:

Mol e trao đổi mỗi điện cực = 𝐼.𝑡

𝐹 , trong đó: I: cường độ dòng điện (A)

t: thời gian (s)

F: 96500 (hằng số)

VD2

Khi điện phân NaCl nóng chảy (điện cực trơ), tại catôt xảy ra

A sự khử ion Cl- B sự oxi hoá ion Cl-

C sự oxi hoá ion Na+ D sự khử ion Na+

_ _ _ _

VD3

ĐHKB- 2009

Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu được m kg Al ở catot và 67,2 m3 (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 16 Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi trong (dư) thu được 2 gam kết tủa Giá trị của m là

A 54,0 B 75,6 C 67,5 D 108,0 Hướng dẫn: 2,24 lít khí X giả sử số mol là: CO a

CO2 0,02 +𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 𝑑ư → ↓ (CaCO3: 0,02 mol)

Trang 3

_ _

ĐK 1

Phát biểu nào sau đấy đúng về sự điện phân

A Sự điện phân tạo ra dòng điện từ phản ứng hoá học

B Phản ứng hoá học xảy ra trong điện phân là phản ứng trao đổi

C Sự điện phân dùng dòng điện để thực hiện các phản ứng hoá học

D Sự điện phân chỉ thực hiện trong dung dịch chất điện li

ĐK 2

Phát biểu nào sau đây là sai:

A Trong điện phân, cực âm là catot

B Trong pin điện hoá cực dương là anot

C Trong pin điện hoá và trong điện phân ở anot đều xảy ra quá trình oxi hoá

D Trong điện phân cực âm xảy ra quá trình khử

ĐK 3 Khi điện phân Al2

O3 nóng chảy ở catot xảy ra:

A Sự oxi hoá Al3+ C Sự khử ion O

2-B Sự khử ion Al3+ D Sự oxi hoá ion O

2-ĐK 4

Điện phân Al2O3 nóng chảy, anot làm bằng C (than chì), ở anot thoát ra hỗn hợp khí

(CO,CO2) có 𝑀̅= 42 Khi thu được 162 tấn nhôm thì khối lượng C ở anot bị cháy là

A 55,2 tân B 57,6 tấn C 49,2 tấn D 46,8 tấn _ _ _ _ _ _ _ _ _

ĐK 5

ĐHKB- 2013

Điện phân nóng chảy Al2O3 với các điện cực bằng than chì, thu được m kilogram Al ở catot

và 89,6 m3 (đktc) hỗn hợp khí X ở anot Tỉ khối của X so với H2 bằng 16,7 Cho 1,12 lít X (đktc) phản ứng với dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 1,5 gam kết tủa Biết các phản ứng xảy

ra hoàn toàn Giá trị của m là

A 115,2 B 82,8 C 144,0 D 104,4 _ _ _ _ _ _

Trang 4

Dạng 2: Điện phân dung dịch

Điện phân dung dịch và điện phân nóng chảy có gì khác nhau?

Điện phân nóng chảy: điện phân thể rắn Điện phân dung dịch: điện phân thể lỏng (có H2O)

Quá trình H2O bị khử và bị oxi hoá ở các điện cực

Tips:

Mol e trao đổi mỗi cực Catot: Mol e nhận= 2(nCu + nH2 + 0,5nAg)

Anot: Mol e cho = 2(nCl2 + 2nO2)

VD4

Viết quá trình điện phân các dung dịch sau:

a) Dung dịch NaCl (điện cực trơ) b) Dung dịch CuSO4 (điện cực trơ) c) Dung dịch hỗn hợp NaCl, CuSO4 (điện cực trơ) d) Dung dịch FeCl3, CuCl2, HCl (điện cực trơ) e) Dung dịch NiSO4 (điện cực anot bằng Cu) a) Điện phân dung dịch NaCl

Ion đi về các cực Na+, H2O

2H2O +2e → H2↑ + 2OH

-Cl-, H2O 2Cl- -2e → Cl2↑

Điện phân

Phương trình 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2↑

b) Điện phân dung dịch CuSO4

Ion đi về các cực Cu2+, H2O

Cu2+ +2e Cu

SO42-, H2O 2H2O -4e → O2 + 4H+

Điện phân

Phương trình CuSO4 + H2O → Cu + H2SO4 + 1

2O2↑ _ _ _ _ _ _ _

2H2O +2e → H2 + 2OH- 2H2O -4e → O2 + 4H+

nOH- = 2nH2

nH+ = 4nO2

Trang 5

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

VD5 Khi điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực trơ, màng ngăn xốp thì giá trị pH của dung dịch

A Tăng lên B Giảm đi C Không đổi D Tăng rồi giảm _ _ _

VD6

Điện phân dung dịch chứa các ion: Cu2+

, Fe3+, H+, NO3- Trên catot xảy ra quá trình khử các ion theo thứ tự nào sau đây

A Cu2+, Fe3+, H+ B Fe3+, Cu2+, H+ C Fe3, H+, Cu2+ D Cu2+, H+, Fe3+ _ _ _

VD7

Điện phân dung dịch chứa các ion: Al3+

, Zn2+, Cu2+, Zn2+, Ag+, NO3- Ion bị điện phân sau cùng bên điện cực catot là

A Al3+ B Zn2+ C Cu2+ D Ag+ _ _ _

VD8

Điện phân dung dịch chứa các ion: Na+

, Cl-, I- Bên điện cực anot, ion nào bị điện phân đầu tiên là

A Cl- B I- C Na+ D H2O _ _ _

VD9

Điện phân hoàn toàn dung dịch hỗn hợp CuSO4 và NaCl (điện cực trơ), trong đó nồng độ mol của hai muối bằng nhau Nếu thêm vài giọt quì tím vào trong dung dịch sau điện phân thì màu của dung dịch là

A Màu tím B Màu xanh C Màu đỏ D Không đổi màu _ _ _ _ _

Trang 6

Tips: Bài toán thường gặp: (CuSO4+NaCl) hoặc (Cu(NO3)2+NaCl) Khi đó:

Ion đi về các cực Catot (Cực âm)

CuCl2 Cu + Cl2 (giai đoạn đầu) CuSO4 + H2O → Cu + H2SO4 + 1

2O2↑ (Cl

hết, Cu2+ dư) 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ (Cu2+

hết, Cl- dư) Tình huống hay gặp trong đề thi và cách xử lí:

TH1: Catot điện phân nước TH2: Anot điện phân nước

Cu2+ +2e→Cu 2Cl- -2e → Cl2

x→ 2x 2H2O -4e → O2 + 4H+ 4y ←y

Cu2+ + 2e → Cu x→ 2x 2H2O +2e → H2↑ + 2OH-

2y ←y

2Cl- -2e → Cl2

BT mol e: nCu = nCl2 + 2nO2 BT mol e: nCu + nH2 = nCl2Công thức rất hay: nCu + 0,5nAg + nH2 = nCl2 + 2nO2 (Đặt mol tính bình thường)

1 điện cực mà thôi

Thực ra là gì?

• Vì: H2O chớm điện phân ở điện cực còn lại thì ngừng lại ngay

• Al, Al2O3, Zn, ZnO tan được trong cả axit và kiềm

• Phương trình: 2Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2 và Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + 3H2O

• 2Al + 2OH- + 2H2O → 2AlO2- + 3H2 và Al2O3 + 2OH- → 2AlO2- + H2O

Vậy thì

• TH1: Catot điện phân nước trước và dung dịch có môi trường bazo

• TH2: Anot điện phân nước trước và dung dịch có môi trường axit

Cu,

Ag

Cl2,

O2, H2

Trang 7

Chúng ta cùng nghiên cứu các VD sau:

VD10

ĐHKB- 2007

Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngănxốp)

Để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng thì điều kiện của a và

b là (biết ion SO4

không bị điện phân trong dung dịch)

A b > 2a B b = 2a C b < 2a D 2b = a

Hướng dẫn: Phenolphtalein là chất chỉ thị, sẽ chuyển hồng trong môi trường bazo

Do vậy: để dung dịch sau điện phân có môi trường bazo thì: H2O ở Catot phải điện phân

Điện phân (với điện cực trơ) một dung dịch gồm NaCl và CuSO4 có cùng số mol, đến khi ở

catot xuất hiện bọt khí thì dừng điện phân Trong cả quá trình điện phân trên, sản phẩm thu

được ở anot là

A khí Cl2 và O2 B khí H2 và O2 C chỉ có khí Cl2 D khí Cl2 và H2

Hướng dẫn: Giả sử mol NaCl và CuSO4 là: 1 (mol) cho dễ tính đi

Catot có sự phọt khí thì: H2O ở catot phải điện phân rồi

Áp dụng CT: nCu + nH2 = nCl2 + nO2 (nCl2 chỉ có 0,5 trong khi mol vế trái >1, suy ra có O2)

Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl và 28,2 gam Cu(NO3)2 (điện cực trơ, màng ngăn

xốp) đến khí khối lượng dung dịch giảm đi 10,75 gam thì ngừng điện phân (giả thiết lượng

nước bay hơi không đáng kể) Tất cả các chất tan trong dung dịch sau điện phân là

A KNO3 và KOH B KNO3, KCl và KOH

C KNO3 và Cu(NO3)2 D KNO3, HNO3 và Cu(NO3)2 Hướng dẫn: nKCl= 0,1/ nCu(NO3)2= 0,15

Áp dụng CT: nCu + nH2 = nCl2 + 2nO2

0,15 0,05 Nếu: điện phân hết 0,15 nCu2+ + 0,1 nCl- → mdd giảm = 13,15> 10,75 Vậy: Cu2+ dư, Cl- hết

Bên Anot điện phân thêm H2O

Điện phân có màng ngăn 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl2 0,1M và NaCl 0,5M

(điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A trong 3860 giây Dung

dịch thu được sau điện phân có khả năng hoà tan m gam Al Giá trị lớn nhất của m là

A 4,05 B 2,70 C 1,35 D 5,40

Trang 8

ĐK 6

ĐHKA- 2007

Dãy gồm các kim loại được điều chế trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy của chúng, là:

A Na, Ca, Al B Na, Ca, Zn

C Na, Cu, Al D Fe, Ca, Al

ĐK 9

Điện phân có màng ngăn với điện cực trơ 250 ml dung dịch hỗn hợp CuSO4 aM và NaCl 1,5M, với cường độ dòng điện 5A trong 96,5 phút Dung dịch tạo thành bị giảm so với ban đầu là 17,15 gam Giả sử nước bay hơi không đáng kể Giá trị của a là

A 0,5 M B 0,3 M C 0,6 M D 0,4 M _ _ _ _ _ _

Trang 9

ĐK

10

Dung dịch A chứa 0,5 mol CuSO4 và x mol KCl Điện phân dung dịch A đến khi bắt đầu thoát ra ở cả hai điện cực thì ngừng lại, thu được dung dịch B Dung dịch B hoà tan vừa đủ 0,1 mol Zn(OH)2 Hãy xác định giá trị của x là

A 0,1 B 0,2 C 0,4 D 0,8 _ _ _ _ _ _ _ _

ĐK

11

Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm NaCl và CuSO4 với điện cực trơ, màng ngăn xốp đến khi nước bị điện phân ở cả hai điện cực thì ngừng điện phân Ở anot thu được 4,48 lít khí (đktc) dung dịch sau điện phân hoà tan 4,08 gam Al2O3 Giá trị lớn nhất của m là

A 30,04 gam B 49,00 gam C 57,98 gam D 60,08 gam _ _ _ _ _ _ _

ĐK

12

ĐHKA- 2007

Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ, sau một thời gian thu được 0,32 gam Cu ở catôt

và một lượng khí X ở anôt Hấp thụ hoàn toàn lượng khí X trên vào 200 ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thường) Sau phản ứng, nồng độ NaOH còn lại là 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi) Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là (cho Cu = 64)

_ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _

Trang 10

_ _

A 4,480 B 3,920 C 1,680 D 4,788

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

A 3,16% B 5,08% C 5,50% D 6,00%

_ _ _ _ _ _ _ _

Trang 11

ĐK

17

Chuyên Thái Bình- Thi thử lần 1

Điện phân với điện cực trơ dung dịch chứa 0,3 mol AgNO3 bằng cường độ dòng điện 2,68 A, trong thời gian t (giờ) thu được dung dịch X Cho 22,4 gam bột Fe vào dung dịch X thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất) thu được 34,28 gam chất rắn Các phản ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị của t là:

A 1,25 B 1,40 C 1,00 D 1,20 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

A 3,2 và 0,896 B 6,4 và 0,896 C 6,4 và 1,792 D 3,2 và 1,792 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	1,9 MB