Đang tải... (xem toàn văn)
I – KHÁI NIỆM 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 Sự điện phân là quá trình sử dụng điện năng để tạo ra sự biến đổi hóa học Trong quá trình điện phân, dưới tác dụng của điện trường các cation chạy về cực âm (catot) còn các anion chạy về điện cực dương (anot), tại đó xảy ra phản ứng trên các điện cực (sự phóng điện) Tại catot xảy ra quá trình khử cation (Mn+ + ne → M) còn tại anot xảy ra quá trình oxi hóa anion (Xn → X + ne) Người ta phân biệt: Điện phân chất điện li nóng chảy, điện phân dung dịch chất điện li trong nước, điện phân dùng điện cực dương tan hay hiện tượng dương cực tan. 1. Điện phân nóng chảy: Áp dụng đối với MCln, M(OH)n và Al2O3 (M là kim loại nhóm IA và IIA) là các kim loại có tính khử mạnh như K, Na, Mg, Al... a. Điện phân nóng chảy oxit: Nhôm là kim loại được sản xuất bằng cách điện phân Al2O3 nóng chảy. Al2O3 nguyên chất nóng chảy ở nhiệt độ trên 20000C. Một phương pháp rất thành công để sản xuất nhôm là tạo một dung dịch dẫn điện có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn 20000C bằng cách hòa tan Al2O3 vào criolit nóng chảy (Na3AlF6). Phương trình sự điện phân: 2Al2O3 = 4Al + 3O2. Sơ đồ phản ứng: • Tác dụng của Na3AlF6 (criolit): Hạ nhiệt độ nóng chảy cho hỗn hợp phản ứng Al2O3 từ 2050oC xuống khoảng 900oC Tăng khả năng dẫn điện cho hệ phản ứng Ngăn chặn sự tiếp xúc của oxi không khí với Al. Chú ý: Do điện cực làm bằng graphit (than chì) nên bị khí sinh ra ở anot ăn mòn: 2C + O2 → 2CO↑ 2CO + O2 → 2CO2↑ Vì vậy, trong quá trình điện phân nóng chảy oxit, tại anot thường thu được hỗn hợp khí CO, CO2, O2. b. Điện phân nóng chảy hydroxit kim loại kiềm: 2MOH → 2M + O2↑ + H2O↑ (M = Na, K,…) Ví dụ: Điện phân NaOH nóng chảy có thể biểu diễn bằng sơ đồ: Catot ( – ) NaOH Anot ( + ) 4| Na+ + 1e → Na 4OH → O2 + 2H2O + 4e Phương trình điện phân là: 4NaOH 4Na + O2 + 2H2O c. Điện phân muối clorua (thường dùng điều chế KL kiềm và kiềm thổ) 2MClx → 2M + xCl2 (x = 1, 2) Ví dụ: Điện phân NaCl nóng chảy có thể biểu diễn bằng sơ đồ: Catot ( – ) NaCl Anot ( + ) 2| Na+ + e → Na 2Cl → Cl2 + 2e Phương trình điện phân là: 2NaCl 2Na + Cl2 Cần có màng ngăn không cho Cl2 tác dụng trở lại với Na ở trạng thái nóng chảy làm giảm hiệu suất của quá trình điện phân. Một số chất phụ gia như NaF, KCl giúp làm giảm nhiệt độ nóng chảy của hệ… 2. Điện phân dung dịch chất điện li trong nước: Vai trò của nước: Trước hết là dung môi hòa tan các chất điện phân, sau đó có thể tham gia trực tiếp vào quá trình điện phân. Trong sự điện phân dung dịch, ngoài các ion do chất điện li phân li ra còn có các ion H+ và OH của nước. Do đó việc xác định sản phẩm của sự điện phân phức tạp hơn. Tùy thuộc vào tính khử và tính oxi hóa của các ion có trong bình điện phân mà ta thu được những sản phẩm khác nhau. Ví dụ khi điện phân dung dịch NaCl, các ion Na+, H+ (H2O) chạy về catot còn các ion Cl, OH(H2O) chạy về anot. Ion nào trong số chúng sẽ phóng điện ở các điện cực? Cơ sở để giải quyết vẫn đề này là dựa vào các giá trị thế oxi hóa – khử của các cặp. Trong quá trình điện phân, trên catot diễn ra sự khử. Vì vậy khi có nhiều dạng oxi hóa thì trước hết dạng oxi hóa của cặp có thế lớn hơn sẽ bị khử trước. Ngược lại trên anot sẽ diễn ra sự oxi hóa dạng khử của cặp có thế oxi hóa – khử nhỏ nhất trước. Quy tắc anot: Am, OH (do nước hoặc bazơ điện li) Trường hợp anot trơ (C, Fe, Pt) + Nếu có mặt các anion Am: I, Br, Cl, S2, RCOO,... hay tính khử của Am>> OH thì Amsẽ bị oxi hóa: 2Cl Cl2 +2e 2RCOO RR + 2CO2 + 2e. Nếu có mặt các anion Am: F, SO24, NO3... Hay tính khử Am I– > Br– > Cl– > RCOO– > OH– > H2O 3. Định luật Faraday: hay Trong đó: + m: Khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam) + A: Khối lượng mol của chất thu được ở điện cực + n: Số electron trao đổi ở điện cực + I: Cường độ dòng điện (A) + t: Thời gian điện phân + F: Hằng số Faraday (F = 96500 nếu thời gian tính theo giây; F = 26,8 nếu thời gian tính theo giờ) Ví dụ: Điện phân 100 ml dung dịch NaCl với điện cực trơ có màng ngăn với cường độ dòng điện I = 1,93A. Dung dịch thu được sau khi điện phân có pH = 12. Biết thể tích dung dịch không đổi, clo không hòa tan trong nước và hiệu suất điện phân 100%. Thời gian tiến hành điện phân là: A. 50 s B. 60 s C. 100 s D. 200 s Giải: pH = 12 OH = 102 = 103 M Tại catot (–) xảy ra phản ứng: 2H2O + 2e H2 + 2OH ne = 103 mol hoặc mH2 = 103 gam Đáp án A II. SỰ PHÂN CỰC Khi dòng điện đi qua ranh giới phân chia điện cực dung dịch thì trạng thái điện cực (về thế, mật độ dòng) sẽ bị thay đổi. Hiện tượng đó gọi là sự phân cực điện cực. Khi phân cực thì thế của điện cực sẽ khác với thế cân bằng của nó. Nếu khi phân cực, thế của điện cực chuyển dịch về phía dương hơn so với thế cân bằng của nó thì được gọi là phân cực anot và ngược lại. 1. Phân cực nồng độ Phân cực nồng độ sinh ra do sự biến đổi nồng độ của ion ở lớp gần bề mặt điện cực. Ở lớp gần bề mặt anot, do kim loại bị hòa tan nên nồng độ của ion tăng lên. Theo công thức Nerst, thế của nó sẽ tăng lên. Còn trên catot sẽ xảy ra sự khử cation do đó nồng độ của nó ở lớp bề mặt sẽ giảm đi và thế điện cực sẽ giảm đi. Mật độ dòng càng lớn thì sự biến đổi nồng độ của ion ở gần lớp bề mặt điện cực càng lớn nên sự phân cực càng mạnh. 2. Sự phân cực hóa học Khi dòng điện đi qua ranh giới phân chia điện cực dung dịch (là bề mặt điện cực), có thể xảy ra phản ứng giữa môi trường hoặc chất điện li với vật liệu làm điện cực. Sản phẩm sinh ra làm biến đổi tính chất của bề mặt điện cực, do đó làm thay đổi thế điện cực. Hiện tượng đó gọi là sự phân cực hóa học. 3. Sự phân cực điện hóa Theo định luật Ôm, khi cho dòng điện đi qua dây dẫn thì cường độ dòng điện sẽ tỉ lệ với điện áp đặt vào: I = UR. Thực nghiệm cho thấy dòng điện chỉ đi qua dung dịch điện li khi điện áp giữa hai điện cực có giá trị xác định. III. THẾ PHÂN HỦY Bằng lí thuyết và thực nghiệm, người ta đã chứng minh được rằng sự điện phân chỉ bắt đầu xảy ra ở một điện áp hoàn toàn xác định. Vậy điện áp tối thiểu giữa hai điện cực để sự điện phân bắt đầu xảy ra gọi là thế phân hủy. Về phương diện lí thuyết, thế phân hủy của 1 chất bằng suất điện động của pin tạo bởi chất thoát ra ở catot và anot. IV. QÚA THẾ Bằng thực nghiệm người ta thấy rằng hầu hết thế phân giải thường lớn hơn suất điện động của pin tạo bởi các chất thoát ra tại các điện cực. Hiệu số giữa thế phân hủy và suất điện động của pin tạo bởi các chất thoát ra trên điện cực được gọi là quá thế. Với: Quá thế cực dương Quá thế cực âm : Thế phân giải : Suất điện động của pin tương ứng. Và thế phóng điện của từng ion trên các điện cực được tính theo công thức Ở catot: Ở anot: Trong đó: lần lượt là thế cân bằng của cation và anion : lần lượt là quá thế trên catot và anot. Quá thế phụ thuộc vào: Bản chất của chất thoát ra ở điện cực: Thông thường các khí có quá thế lớn, quá thế của sản phẩm rắn hầu như bằng 0. Bản chất của điện cực: Hidro có quá thế rất lớn trên điện cực thủy ngân, còn các điện cực khác như Pt, Ni, Fe... quá thế rất bé. Trạng thái bề mặt của điện cực: Khi bề mặt nhẵn bóng thì quá thế cao, bề mặt xốp thì quá thế thấp. Khi điện phân nước, bên cạnh các cation và anion của chất điện li còn có các ion . Do đó, việc nghiên cứu quá thế của hidro và oxi có ý nghĩa vô cùng quan trọng khi biết quá thế của oxi và hidro có thể điều khiển quá trình điện phân theo ý muốn. Thực nghiệm cho thấy, quá thế của hidro và oxi phụ thuộc vào mật độ dòng, bản chất của chất làm điện cực, trạng thái bề mặt của nó, thành phần dung dịch...
Lý thuyt v bi in phõn PHN I: T VN Trong quỏ trỡnh ging dy mụn Húa hc trng THPT, c bit l quỏ trỡnh ụn luyn cho hc sinh thi hc sinh gii cỏc cp v cỏc kỡ thi i hc, chuyờn in phõn l mt chuyờn hay v khỏ quan trng nờn cỏc bi v in phõn thng cú mt cỏc kỡ thi ln ca quc gia Vi hỡnh thc thi trc nghim nh hin thỡ vic gii nhanh cỏc bi toỏn Húa hc l yờu cu hng u ca ngi hc; yờu cu tỡm c phng phỏp gii toỏn mt cỏch nhanh nht, i bng ng ngn nht khụng nhng giỳp ngi hc tit kim c thi gian lm bi m cũn rốn luyn c t v nng lc phỏt hin ca ngi hc Trong thc t ti liu vit v in phõn cũn ớt, ni dung kin thc cũn s si nờn ngun t liu giỏo viờn nghiờn cu cũn hn ch ú ni dung kin thc v k nng gii cỏc bi in phõn cung cp cho hc sinh cha c nhiu Vỡ vy, gp cỏc bi toỏn in phõn cỏc em thng lỳng tỳng vic tỡm phng phỏp gii phự hpv cm thy phn bi in phõn rt khú Qua quỏ trỡnh tỡm tũi, nghiờn cu nhiu nm tụi ó h thng húa cỏc dng bi in phõn v phng phỏp gii cỏc dng bi ú cho hc sinh mt cỏch d hiu, d dng, trỏnh c nhng lỳng tỳng, sai lm v nõng cao kt qu cỏc k thi Trờn c s ú, tụi mnh dn chn ti Lý thuyt v bi in phõn lm sỏng kin kinh nghim cho mỡnh Vi hy vng ti ny s l mt ti liu tham kho phc v cho vic hc ca cỏc em hc sinh 12 v cho cụng tỏc ging dy ca cỏc bn ng nghip Lý thuyt v bi in phõn PHN B Tễ CHC THC HIấN TAI I Nhng thun li v khú khn gii bi in phõn dung dch Thun li: - HS vit c phng trỡnh in phõn tng quỏt v tớnh toỏn theo phng trỡnh ú - HS bit ỏp dng cụng thc Faraday vo gii cỏc bi in phõn - HS vit c cỏc bỏn phn ng xy cỏc in cc Khú khn: - Hc sinh ớt s dng cụng thc h qu ca Faraday ( ne trao i) gii nhanh bi toỏn in phõn - a s cỏc bi in phõn thng tớnh toỏn theo cỏc bỏn phn ng cỏc in cc nhng hc sinh thng ch vit phng trỡnh in phõn tng quỏt v gii theo nú - Hc sinh thng lỳng tỳng xỏc nh trng hp H 2O bt u in phõn cỏc in cc (khi bt u si bt khớ catot hoc pH ca dung dch khụng i) - Hc sinh nhm ln quỏ trỡnh xy cỏc in cc - Hc sinh vit sai th t cỏc bỏn phn ng xy cỏc in cc tớnh toỏn sai - Hc sinh thng b qua cỏc phn ng ph cú th xy gia cỏc sn phm to thnh nh: in phõn dung dch NaCl khụng mng ngn to nc Giaven v cú khớ H thoỏt catot ; Phn ng gia axit dung dch vi kim loi bỏm trờn catot A L THUYT I KHI NIấM S in phõn l quỏ trỡnh oxi húa kh xy b mt cỏc in cc cú dũng in mt chiu i qua cht in li núng chy hoc dung dch cht in li - S in phõn l quỏ trỡnh s dng in nng to s bin i húa hc - Trong quỏ trỡnh in phõn, di tỏc dng ca in trng cỏc cation chy v cc õm (catot) cũn cỏc anion chy v in cc dng (anot), ti ú xy phn ng trờn cỏc in cc (s phúng in) - Ti catot xy quỏ trỡnh kh cation (Mn+ + ne M) cũn ti anot xy quỏ trỡnh oxi húa anion (Xn- X + ne) Lý thuyt v bi in phõn - Ngi ta phõn bit: in phõn cht in li núng chy, in phõn dung dch cht in li nc, in phõn dựng in cc dng tan hay hin tng dng cc tan in phõn núng chy: p dng i vi MCln, M(OH)n v Al2O3 (M l kim loi nhúm IA v IIA) l cỏc kim loi cú tớnh kh mnh nh K, Na, Mg, Al a in phõn núng chy oxit: Nhụm l kim loi c sn xut bng cỏch in phõn Al2O3 núng chy Al2O3 nguyờn cht núng chy nhit trờn 20000C Mt phng phỏp rt thnh cụng sn xut nhụm l to mt dung dch dn in cú nhit núng chy thp hn 20000C bng cỏch hũa tan Al2O3 vo criolit núng chy (Na3AlF6) Phng trỡnh s in phõn: 2Al2O3 = 4Al + 3O2 S phn ng: Tỏc dng ca Na3AlF6 (criolit): - H nhit núng chy cho hn hp phn ng Al2O3 t 2050oC xung khong 900oC - Tng kh nng dn in cho h phn ng - Ngn chn s tip xỳc ca oxi khụng khớ vi Al - Chỳ ý: Do in cc lm bng graphit (than chỡ) nờn b khớ sinh anot n mũn: 2C + O2 2CO 2CO + O2 2CO2 Vỡ vy, quỏ trỡnh in phõn núng chy oxit, ti anot thng thu c hn hp khớ CO, CO2, O2 b in phõn núng chy hydroxit kim loi kim: 2MOH 2M + O2 + H2O (M = Na, K,) Vớ d: in phõn NaOH núng chy cú th biu din bng s : Catot ( ) NaOH 4| Na+ + 1e Na Phng trỡnh in phõn l: 4NaOH Anot ( + ) 4OH- O2 + 2H2O + 4e 4Na + O2 + 2H2O c in phõn mui clorua (thng dựng iu ch KL kim v kim th) 2MClx 2M + xCl2 (x = 1, 2) Vớ d: in phõn NaCl núng chy cú th biu din bng s : Catot ( ) 2| Na+ + e Na NaCl Anot ( + ) 2Cl- Cl2 + 2e Lý thuyt v bi in phõn Phng trỡnh in phõn l: 2NaCl 2Na + Cl2 Cn cú mng ngn khụng cho Cl2 tỏc dng tr li vi Na trng thỏi núng chy lm gim hiu sut ca quỏ trỡnh in phõn Mt s cht ph gia nh NaF, KCl giỳp lm gim nhit núng chy ca h in phõn dung dch cht in li nc: - Vai trũ ca nc: Trc ht l dung mụi hũa tan cỏc cht in phõn, sau ú cú th tham gia trc tip vo quỏ trỡnh in phõn Trong s in phõn dung dch, ngoi cỏc ion cht in li phõn li cũn cú cỏc ion H+ v OH- ca nc Do ú vic xỏc nh sn phm ca s in phõn phc hn Tựy thuc vo tớnh kh v tớnh oxi húa ca cỏc ion cú bỡnh in phõn m ta thu c nhng sn phm khỏc Vớ d in phõn dung dch NaCl, cỏc ion Na+, H+ (H2O) chy v catot cũn cỏc ion Cl-, OH(H2O) chy v anot Ion no s chỳng s phúng in cỏc in cc? C s gii quyt ny l da vo cỏc giỏ tr th oxi húa kh ca cỏc cp Trong quỏ trỡnh in phõn, trờn catot din s kh Vỡ vy cú nhiu dng oxi húa thỡ trc ht dng oxi húa ca cp cú th ln hn s b kh trc Ngc li trờn anot s din s oxi húa dng kh ca cp cú th oxi húa kh nh nht trc * Quy tc anot: Am-, OH- (do nc hoc baz in li) - Trng hp anot tr (C, Fe, Pt) + Nu cú mt cỏc anion Am-: I-, Br-, Cl-, S2-, RCOO-, hay tớnh kh ca Am->> OH- thỡ Am-s b oxi húa: 2Cl- Cl2 +2e 2RCOO- R-R + 2CO2 + 2e Nu cú mt cỏc anion Am-: F-, SO2-4, NO3- Hay tớnh kh Am- I > Br > Cl > RCOO > OH > H2O nh lut Faraday: m = AIt hay nF n= It nF Trong ú: + m: Khi lng cht gii phúng in cc (gam) + A: Khi lng mol ca cht thu c in cc + n: S electron trao i in cc + I: Cng dũng in (A) + t: Thi gian in phõn + F: Hng s Faraday (F = 96500 nu thi gian tớnh theo giõy; F = 26,8 nu thi gian tớnh theo gi) Lý thuyt v bi in phõn Vớ d: in phõn 100 ml dung dch NaCl vi in cc tr cú mng ngn vi cng dũng in I = 1,93A Dung dch thu c sau in phõn cú pH = 12 Bit th tớch dung dch khụng i, clo khụng hũa tan nc v hiu sut in phõn 100% Thi gian tin hnh in phõn l: A 50 s B 60 s C 100 s D 200 s Gii: pH = 12 [OH-] = 10-2 nOH = 10-3 M Ti catot () xy phn ng: 2H2O + 2e H2 + 2OH- ne = 10-3 mol t= ne F 103.96500 = = 50 s I 1,93 hoc mH2 = 10-3 gam t = mnF 103.2.96500 = = 50 s AI 2.1,93 ỏp ỏn A II S PHN CC Khi dũng in i qua ranh gii phõn chia in cc - dung dch thỡ trng thỏi in cc (v th, mt dũng) s b thay i Hin tng ú gi l s phõn cc in cc Khi phõn cc thỡ th ca in cc s khỏc vi th cõn bng ca nú Nu phõn cc, th ca in cc chuyn dch v phớa dng hn so vi th cõn bng ca nú thỡ c gi l phõn cc anot v ngc li Phõn cc nng Phõn cc nng sinh s bin i nng ca ion lp gn b mt in cc lp gn b mt anot, kim loi b hũa tan nờn nng ca ion tng lờn Theo cụng thc Nerst, th ca nú s tng lờn Cũn trờn catot s xy s kh cation ú nng ca nú lp b mt s gim i v th in cc s gim i Mt dũng cng ln thỡ s bin i nng ca ion gn lp b mt in cc cng ln nờn s phõn cc cng mnh S phõn cc húa hc Khi dũng in i qua ranh gii phõn chia in cc - dung dch (l b mt in cc), cú th xy phn ng gia mụi trng hoc cht in li vi vt liu lm in cc Sn phm sinh lm bin i tớnh cht ca b mt in cc, ú lm thay i th in cc Hin tng ú gi l s phõn cc húa hc S phõn cc in húa Theo nh lut ễm, cho dũng in i qua dõy dn thỡ cng dũng in s t l vi in ỏp t vo: I = U/R Lý thuyt v bi in phõn Thc nghim cho thy dũng in ch i qua dung dch in li in ỏp gia hai in cc cú giỏ tr xỏc nh III TH PHN HY Bng lớ thuyt v thc nghim, ngi ta ó chng minh c rng s in phõn ch bt u xy mt in ỏp hon ton xỏc nh Vy in ỏp ti thiu gia hai in cc s in phõn bt u xy gi l th phõn hy V phng din lớ thuyt, th phõn hy ca cht bng sut in ng ca pin to bi cht thoỏt catot v anot IV QA TH Bng thc nghim ngi ta thy rng hu ht th phõn gii thng ln hn sut in ng ca pin to bi cỏc cht thoỏt ti cỏc in cc Hiu s gia th phõn hy v sut in ng ca pin to bi cỏc cht thoỏt trờn in cc c gi l quỏ th E pg = (E 0a Ec0 ) + E a + E c Vi: E a : Quỏ th cc dng E c : Quỏ th cc õm E pg : Th phõn gii E 0a Ec0 : Sut in ng ca pin tng ng V th phúng in ca tng ion trờn cỏc in cc c tớnh theo cụng thc ' catot: c = c + c anot: a' = a + a Trong ú: c , a ln lt l th cõn bng ca cation v anion c ,a : ln lt l quỏ th trờn catot v anot Quỏ th ph thuc vo: - Bn cht ca cht thoỏt in cc: Thụng thng cỏc khớ cú quỏ th ln, quỏ th ca sn phm rn hu nh bng - Bn cht ca in cc: Hidro cú quỏ th rt ln trờn in cc thy ngõn, cũn cỏc in cc khỏc nh Pt, Ni, Fe quỏ th rt - Trng thỏi b mt ca in cc: Khi b mt nhn búng thỡ quỏ th cao, b mt xp thỡ quỏ th thp + Khi in phõn nc, bờn cnh cỏc cation v anion ca cht in li cũn cú cỏc ion H 3O , OH Do ú, vic nghiờn cu quỏ th ca hidro v oxi cú ý ngha vụ cựng quan trng bit quỏ th ca oxi v hidro cú th iu khin quỏ trỡnh in phõn theo ý mun Lý thuyt v bi in phõn Thc nghim cho thy, quỏ th ca hidro v oxi ph thuc vo mt dũng, bn cht ca cht lm in cc, trng thỏi b mt ca nú, thnh phn dung dch V MT S V D IấN PHN DUNG DCH - in phõn dung dch CuCl2 vi anot tr cú th biu din bng s : Catot ( ) Cu2+ + 2e CuCl2 Anot ( + ) 2Cl- Cu Cl2 + 2e Phng trỡnh in phõn l: CuCl2 Cu + Cl2 - in phõn dung dch K2SO4 vi anot tr cú th biu din bng s : Catot () H2O, K+ K2SO4 Anot (+) H2O, SO4 (H2O) 2| 2H2O + 2e H2 + 2OH- 2H2O O2 + 4H+ + 4e Phng trỡnh in phõn l: 2H2O 2H2 + O2 - in phõn dung dch NaCl bóo hũa vi in cc tr cú mng ngn cú th biu din bng s : Catot ( ) H2O, Na+ NaCl Anot ( + ) (H2O) Cl-, H2O 2H2O + 2e H2 + 2OHPhng trỡnh in phõn l: 2NaCl + 2H2O 2Cl- Cl2 + 2e 2NaOH + H2 + Cl2 Nu khụng cú mng ngn thỡ: Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O nờn phng trỡnh in komm phõn l: NaCl + H2O NaClO + H2 - in phõn dung dch NiSO4 vi anot tr cú th biu din bng s : Catot ( ) Ni2+, H2O NiSO4 Anot ( + ) H2O, SO42- (H2O) 2| Ni2+ + 2e Ni 2H2O O2 + 4H+ + 4e Phng trỡnh in phõn l: 2NiSO4 + 2H2O 2Ni + 2H2SO4 + O2 - in phõn dung dch NiSO4 vi anot bng Cu cú th biu din bng s : Catot ( ) NiSO4 Cu ( + ) Ni2+, H2O (H2O) H2O, SO42- Ni2+ + 2e Ni Cu Cu2+ + 2e Phng trỡnh in phõn l: NiSO4 + Cu CuSO4 + Ni - in phõn dung dch CuSO4 vi anot bng Cu (nh hỡnh v sau õy): Lý thuyt v bi in phõn catot ( ): Cu2+(dd) + 2e Cu lm gim nng ion Cu2+ bờn nhỏnh trỏi ca ng ch U anot ( + ): Cu(r) Cu2+(dd) + 2e lm tng nng ion Cu2+ bờn nhỏnh trỏi ca ng ch U v anot dn dn b hũa tan Phng trỡnh in phõn l: Cu(r) + Cu2+(dd) Cu2+(dd) + Cu(r) - in phõn dung dch hn hp cha FeCl3, CuCl2 v HCl vi anot tr cú th biu din bng s : Catot ( ) FeCl3, CuCl2, HCl Anot ( + ) Fe3+, Cu2+, H+ 2| Fe3+ + 1e Fe2+ Cu2+ + 2e Cu 2Cl- Cl2 + 2e 2H+ + 2e H2 Fe2+ + 2e Fe Quỏ trỡnh in phõn ln lt xy cỏc in cc l: 2FeCl3 2FeCl2 + Cl2 CuCl2 Cu + Cl2 2HCl H2 + Cl2 FeCl2 Fe + Cl2 VI NG DNG CA IấN PHN S in phõn cú nhiu ng dng cụng nghip - Sn xut NaOH, Cl2 bng phng phỏp in phõn dung dch NaCl m c.Trong quỏ trỡnh in phõn sn phm to thnh l NaOH, Cl2, H2 - Sn xut cỏc khớ H2, O2 bng phng phỏp in phõn cỏc dung dch nh K2SO4, H2SO4, NaOH thc cht l in phõn nc, cũn cỏc cht mui, axit, kim ch úng vai trũ lm tng dn in ca dung dch Trong phũng thớ nghim s in phõn nc ó thc hin nm 1800 v hin s dng iu ch oxi siờu tinh khit - Sn xut Li, Na, K, Mg, Ca, Ba, Cl2, Br2 bng cỏch in phõn cỏc mui halogen núng chy - Sn xut nhụm bng phng phỏp in phõn Al2O3 núng chy cú thờm criolit gim nhit núng chy ca nhụm oxit - Sn xut KClO3 bng phng phỏp in phõn núng chy KCl - iu ch cỏc kim loi tinh khit: Bng phng phỏp in phõn ngi ta cú th thu c cỏc kim loi cú tinh khit cao nh Zn, Cd, Mn, Cr, Fe Lý thuyt v bi in phõn - Tinh ch kim loi: Nh phng phỏp ny cú th tinh ch hng lot kim loi nh Cu, Ag, Au, Ni, Co v Pb Ph bin nht l tinh ch ng ng thụ (ln cht) c dựng lm anot, nhỳng dung dch in phõn CuSO4 ng tinh khit c dựng lm catot Cỏc ion Cu2+ t s hũa tan anot chuyn v catot v b kh thnh ng tinh khit bỏm vo catot - M in: Ngi ta cú th m cỏc kim loi nh Zn, Cd, Cu, Ni, Cr, Sn, Ag, Au lờn b mt cỏc vt bng kim loi chng g, tng v búng p ca vt bng phng phỏp in phõn Trong m in kim loi m c dựng lm anot nhỳng dung dch mui ca nú.in phõn vi anot tan cng c dựng m in, nhm bo v kim loi b n mũn v to v p cho vt m Anot l kim loi dựng m (nh hỡnh v l bc) cũn catot l vt cn m (cỏi thỡa) Lp m thng rt mng, cú dy t 5.10-5 ữ 1.10-3 cm - Phõn tớch nh tớnh, phõn tớch nh lng v tỏch cỏc kim loi hn hp ca chỳng Nguyờn tc da trờn th phúng in khỏc ca cỏc ion kim loi hn hp VII MT S C S GII BAI TP V IấN PHN - Nu dung dch cú cha ion Fe3+ v mt s ion dng khỏc thỡ Fe3+ s nhn in t theo nguyờn tc sau: Giai an 1: Fe3+ + 1e Fe2+ Giai an 2: Fe2+ tr v ỳng v trớ ca nú: Fe2+ + 2e Fe - Khi lng catot tng chớnh l lng kim loi to thnh sau in phõn bỏm vo - Khi catot bt u xut hin bt khớ hoc lng catot khụng i ngha l cỏc ion kim loi b in phõn dung dch ó b in phõn ht, ti catot H2O bt u b in phõn - Khi pH ca dung dch khụng i cú ngha l cỏc ion õm hoc dng (hay c hai loi) cú th b in phõn ó b in phõn ht Khi ú tip tc in phõn s l H2O b in phõn - Cht rn thoỏt cú th l kim loi (cú th l kt ta ca mt kim loi hay cú c hai) - Cht khớ thoỏt sau in phõn gm c khớ thoỏt catot v anot (tr khớ gõy phn ng ph, to sn phm tan dung dch) Nu yờu cu tớnh lng khớ, phi xỏc nh rừ khớ in cc no, hay khớ thu c tt c sau in phõn - Vi quỏ trỡnh in phõn cú sinh kt ta hay gii phúng khớ thỡ: mdung dch sau in phõn = mdung dch trc in phõn mkt ta - mkhớ - gim lng ca dung dch: m = (m kt ta + m khớ) 10 Lý thuyt v bi in phõn b nH = It 1.30.60.60 = = 0,5596 nF 2.96500 nH = nH 2O = 0,5596 m H O = 0,5596.18 = 10, 0728 Khi lng dung dch trc in phõn: 50 Khi lng dung dch sau in phõn: 50 10, 0728 = 39,9272 40gam Th tớch dung dch 40 = 40ml 5.107 nHNO3 = 0, 05.105 = 5.107 mol CM (HNO3 ) = H + = = 1, 25.105 M 0, 04 pH = lg H + = 4,9 c Tớnh theo phng trỡnh cú VNaOH= 5ml d Phn ng xy gia axit mnh v baz mnh nờn cú th dựng cht ch th l phenolphtalein cú khong chuyn mu 8- 10 Cõu 34 ( thi HSGQG nm 2005 - 2006): Mt bỡnh in phõn cha dung dch NaOH (pH = 14) v mt bỡnh in phõn khỏc cha dung dch H2SO4 (pH = 0) 298K Khi tng hiu in th t t hai cc mi bỡnh ngi ta thy cú khớ ging thoỏt c hai bỡnh ti cựng in th a Gii thớch hin tng trờn Vit cỏc phng trỡnh phn ng xy mi bỡnh (Khụng xột s to thnh H2O2 v H2S2O8) b Tớnh hiu in th ti thiu phi t vo hai cc mi bỡnh cho quỏ trỡnh in phõn xy c Ngi ta mun gim pH ca dung dch NaOH xung cũn 11 Cú th dựng NH 4Cl c khụng? Nu c hóy gii thớch v tớnh lng NH4Cl phi dựng pH ca lớt NaOH t 14 xung 11 d Khi pH ca dung dch NaOH bng 11, thỡ hiu in th ti a phi t vo hai cc ca bỡnh in phõn cho quỏ trỡnh in phõn xy l bao nhiờu? Hng dn: a thớ nghim ny nc b in phõn cựng in th Dung dch NaOH: anot: 2OH H 2O + O2 + 2e catot: H 2O + 2e 2OH + H 2 Phng trỡnh phn ng chung: H 2O H + O2 25 Lý thuyt v bi in phõn Dung dch H2SO4 Na phn ng oxi húa anot: H 2O H + + O2 + 2e + Na phn ng catot: H + 2e H 2 Phng trỡnh phn ng chung: H 2O H + O2 Khớ thoỏt hai bỡnh u l oxi v hidro b Dung dch NaOH: E A = 0, + EC = + 0, 0592 lg = 0, 4V 0, 0592 lg(1014 ) = 0,83V U = E A Ec = 1, 23V Dung dch H2SO4 E A = 1, 23 + EC = + 0, 0592 lg = 1, 23V 0, 0592 lg1 = 0V U = E A Ec = 1, 23V c Cú th dựng NH4Cl gim pH ca dung dch t 14 xung 11 NH 4+ + OH NH + H 2O K b1 (1) pOH ca dung dch NaOH ó thờm NH4Cl gim pH ca dung dch NaOH t 14 xung 11c tớnh theo cụng thc: (1) OH = K b [ NH ] NH + pOH = pK b lg [ NH ] NH + = 4, 75 + lg [ NH ] NH 4+ (2) Khi pH ca dung dch NaOH t 14 xung 11thỡ OH ca dung dch gim i: 1- 10-3 = 0,999M (1) [ NH ] = OH = 0,999 M g (2) NH 4+ 0, 0178M mNH 4Cl = nNH + + nNH = 0,999 + 0, 0178 = 1, 0168mol Khi lng mui: mNH Cl = 1, 0168.53,5 = 54, gam d Khi pH = 11,dung dch NaOH: 26 Lý thuyt v bi in phõn E A = 0, + EC = + 0, 0592 lg = 0,5776V (103 ) 0, 0592 lg(1011 ) = 0, 6512V U = E A Ec 1, 23V Cõu 35: Cú bỡnh mc ni tip nhau, mi bỡnh cú in cc platin Bỡnh cú 100 ml dung dch Na2 SO4 2M, bỡnh cú 100 ml dung dch AgNO3 0,15M bỡnh cú 100 ml dung dch mui sunfat ca kim loi Khi in phõn cation ny b kh thnh kim loi Tin hnh in phõn bng dũng chiu cú I = 9,65A Khi ngng in phõn catot bỡnh cú 12mg khớ thoỏt ra, bỡnh cú 0,384 gam kim loi bỏm vo (trong dung dch cũn kim loi) Bit hiu sut in phõn l 100% v cỏc kim loi thoỏt bỏm ht vo b mt in cc a Vit phng trỡnh phn ng xy cỏc in cc v phn ng in phõn mi bỡnh in phõn b Xỏc nh mui sunfat ca kim loi bỡnh c Tớnh lng cỏc cht thoỏt in cc ca cỏc bỡnh in phõn Hng dn: Do cỏc bỡnh mc ni tip nờn thi gian in phõn t v cng dũng in I qua mi bỡnh l nh + Bỡnh 1: Na2 SO4 Na + SO4 Na phn ng oxi húa anot: H 2O H + + O2 + 4e Na phn ng catot: H 2O + 2e H + 2OH Phng trỡnh phn ng chung: H 2O H + O2 Ta cú mH = 12mg Thi gian in phõn: t = 2 mnF 0, 012.2.96500 = = 120 s AI 2.9, 65 Lng oxi thoỏt ra: nO = nH = 0, 012 / 2.2 = 0, 003mol 2 mO2 = 0, 0003.32 = 0, 096 gam Bỡnh 2: AgNO3 Ag + + NO3 Catot: Ag + + 1e Ag Anot: H 2O H + + O2 + 4e Phng trỡnh in phõn: AgNO3 + H 2O Ag + HNO3 + O2 27 Lý thuyt v bi in phõn S mol AgNO3 ban u: 0,1.0,15=0,015 mol Khi lng Ag sinh ra: mAg = 9, 65.108.120 = 1, 296 gam 1.96500 Trong thi gian 120s, AgNO3 mi b in phõn l:1,296/108=0,012 mol < 0,015 mol n+ Bỡnh 3: M (SO ) n 2M + nSO4 catot: M n + + ne M + anot: H 2O H + O2 + 4e Phng trỡnh in phõn: M (SO ) n + 2nH 2O M + 2nH SO4 + nO2 Theo phng trỡnh ta cú:0,384/M=0,012/n M= 32n M l Cu Cõu 36: Mc ni tip hai bỡnh in phõn: Bỡnh X cha 800 ml dung dch MCl nng aM v HCl nng 4a mol/l; Bỡnh Y cha 800 ml dung dch AgNO Sau phỳt 13 giõy, catot bỡnh X thoỏt 1,6 gam kim loi, cũn catot bỡnh Y thoỏt 5,4 gam kim loi Bit cng dũng in khụng i, hiu sut in phõn 100% Sau phỳt 59 giõy thỡ ngng in phõn, ly dung dch sau in phõn i thu c 6,1705 gam kt ta v th tớch dung dch Z l 1,6 lớt a Gii thớch cỏc quỏ trỡnh in phõn b Tớnh lng nguyờn t M c Tớnh nng ca cỏc cht dung dch ban u bỡnh X, Y v dung dch Z d So sỏnh th tớch khớ thoỏt anot cỏc bỡnh X, Y Hng dn: Bỡnh X: Ta cú: t1 m = > = MCl2 ó in phõn ht v HCl ó b in phõn mt phn t2 m2 MCl2 M + Cl2 2HCl H + Cl2 Bỡnh Y: Do t1 m' = = 1' ; Mt khỏc, trn hai dung dch in phõn cú kt ta xut hin nờn t2 m2 AgNO3cha b in phõn ht AgNO3 + H 2O Ag + HNO3 + O2 AgNO3 + HCl AgCl + HNO3 28 Lý thuyt v bi in phõn b Do hai bỡnh in phõn mc ni tip nờn tng s eletron m catot phúng hai bỡnh in phõn cựng thi gian l nh nhau: 1, 6n 5, = M = 32n M 108 c Ta cú: nCuCl2 = nCu = 3, 0, 05 = 0, 05mol a = = 0, 0625M 64 0,8 nAgNO3bd = nAg + n AgCl = 16, 6,1705 + = 0,193mol CM (AgNO3 ) = 0,193 / 0,8 = 0, 24 M 108 143,5 29 T LUYấN TRC NGHIấM Bi 1: in phõn 100 ml dung dch CuSO4 1M vi in cc tr thi gian 25 phỳt 44 giõy, cng dũng in l 5A thỡ dng li Khi lng dung dch gim? A 3,2 gam B 3,84 gam C 2,88 gam D 2,56 gam Bài Một dung dịch X chứa đồng thời NaNO3, Cu(NO3)2, Fe(NO3)3, Zn(NO3)2, AgNO3 Thứ tự kim loại thoát catot điện phân dung dịch là: A Ag, Fe,Cu, Zn, Na B Ag, Fe, Cu, Zn C Ag, Cu, Fe D Ag, Cu, Fe, Zn Bài in phõn dung dch X cha 0,03 mol Cu(NO 3)2, 0,01 mol Fe2(SO4)3, v 0,05 mol NaCl thi gian l 12 phỳt 52 giõy vi cng dũng in l 5A Khi lng dung dch sau phn ng gim bao nhiờu gam? A 2,38 B 14,22 C 1,28 D 2,06 Bài Dãy gồm kim loại đợc điều chế công nghiệp phơng pháp điện phân hợp chất nóng chảy chúng A Na, Ca, Zn B Na, Cu, Al C Na, Ca, Al D Fe, Ca, Al Bài Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO b mol KCl ( với điện cực trơ , có màng ngăn xốp ) Để dung dịch sau điện phân hoà tan đợc MgO điều kiện a b A b > 2a B b =2a C b < 2a D 2b =a Bài Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO b mol NaCl (với điện cực trơ có màng ngăn xốp) Để dung dịch sau địên phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng điều kiện a b là: A b > 2a B b = 2a C b < 2a D 2b = a Bài Khi điện phân hỗn hợp dung dịch b mol NaCl a mol CuSO , dung dịch sau điện phân phản ứng đợc Al xảy trờng hợp sau A b > 2a B b < 2a C b # 2a D a> 2b a< 2b Bài Khi điện phân có vách ngăn dung dịch gồm NaCl, HCl Sau thời gian điện phân xác định xảy trờng hợp sau đây, trờng hợp : A Dung dịch thu đợc làm quỳ tím hóa đỏ B Dung dịch thu đợc không đổi màu quỳ tím C Dung dịch thu đợc làm xanh quỳ tím D A B C Bài in phõn dung dch AgNO3 vi in cc tr mt thi gian thu c dung dch X cha cht tan cú cựng nng mol, ng thi thy lng dung dch gim 9,28 gam so vi ban u Cho tip 2,8 gam Fe vo dung dch X un núng, khuy u thu c khớ NO l sn phm kh nht, dung dch Y v cht rn Z Khi lng mui cú dung dch Y? A 11,48 B 15,08 C 10,24 Bài 10 Điều không điều sau: A Điện phân dung dịch NaCl thấy pH dung dịch tăng dần B Điện phân dung dịch CuSO4 thấy pH dung dịch giảm dần 30 D 13,64 C Điện phân dung dịch NaCl + CuSO4 thấy pH dung dịch không đổi D Điện phân dung dịch NaCl + HCl thấy pH dung dịch tăng dần (coi thể tích dung dịch điện phân không đổi, có mặt NaCl dùng thêm màng ngăn) Bài 11 Tin hnh in phõn (Vi in cc tr, hiu sut 100%) dung dch X cha 0,02 mol CuCl 2, 0,02 mol CuSO4 v 0,005 mol H2SO4 thi gian 32 phỳt 10 giõy vi cng dũng in khụng i l 2,5A thỡ thu c 200 ml dung dch Y Giỏ tr pH ca dung dch Y? A 1,08 B 1,00 C 0,7 D 1,78 Bài 12 Điều chế Cu từ dung dịch Cu(NO3)2 phơng pháp thu đợc Cu tinh khiết 99,999% ? A Phơng pháp thủy luyện B Phơng pháp nhiệt luyện C Phơng pháp điện phân D Cả A, B, C Bài13 Điện phân dùng điện cực trơ dung dịch muối sunfat kim loại hoá trị II với cờng độ dòng điện 3A Sau 1930 giây thấy khối lợng catot tăng 1,92 gam, Cho biết tên kim loại muối sunfat A Fe B Ca C Cu D Mg Bài 14 Điện phân dung dịch MSO4 anot thu đợc 0,672 lít khí (đktc) thấy khối lợng catot tăng 3,84 gam Kim loại M A Cu B Fe C Ni D Zn Bi 15 in phõn 100 ml hn hp dung dch gm FeCl3 1M , FeCl2 2M , CuCl2 1M v HCl 2M vi in cc tr cú mng ngn xp cng dũng in l 5A gi 40 phỳt 50 giõy catot thu c A.5,6 g Fe B.2,8 g Fe C.6,4 g Cu D.4,6 g Cu HD: Th t p: FeCl3 2FeCl2 + Cl2 CuCl2 Cu + Cl2 Da vo thi gan xem quỏ trỡnh p n õu Bài 16 Điện phân nóng chảy muối clorua kim loại M, anot thu đợc 1,568 lít khí (đktc), khối lợng kim loại thu đợc catot 2,8 gam Kim loại M A Mg B Na C K D Ca Bài 17 Khi điện phân 25,98 gam iotua kim loại X nóng chảy, thu đợc 12,69 gam iot Cho biết công thức muối iotua A KI B CaI2 C NaI D CsI Bài 18 in phõn dung dch X cha 0,05 mol Fe 2(SO4)3 v KCl 0,2 mol vi cng dũng in l 5Atrong thi gian 3860 giõy Cỏc cht cú mt dung dch sau in phõn A FeSO4, K2SO4 B FeSO4, K2SO4, KCl C KOH, K2SO4 D Fe2(SO4)3, K2SO4 Bài 19 Điện phân dung dịch CuSO điện cực trơ với dòng điện có cờng độ I = 0,5A thời gian 1930 giây khối lợng đồng thể tích khí O2 sinh A 0, 64g 0,112 lit B 0, 32g 0, 056 lít C 0, 96g 0, 168 lít D 1, 28g 0, 224 lít 31 Bài 20 Điện phân đến hết 0,1 mol Cu(NO3)2 dung dịch với điện tực trơ, sau điện phân khối lợng dung dịch giảm gam A 1,6g B 6,4g C 8,0 gam D 18,8g Bi 21: in phõn 200 ml dung dch hn hp gm HCl 0,1M v CuSO4 0,5M bng in cc tr Khi catot cú 3,2 gam Cu thỡ th tớch khớ thoỏt Anot A.0,672 lit B.0,84 lớt C.6,72 lớt D.0,448 lớt Bài 22 Tính thể tích khí (đktc) thu đợc điện phân hết 0,1 mol NaCl dung dịch với điện cực trơ, mng ngn xp A 0,024 lit B 1,120 lit C 2,240 lit D 4,489 lit Bài 23 Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ , sau thời gian thu đợc 0,32 gam Cu catot lợng khí X anot Hấp thụ hoàn toàn lợng khí X vào 200 ml dung dịch NaOH nhiệt độ thờng) Sau phản ứng nồng độ NaOH lại 0,05M ( giả thiết thể tích dung dịch NaOH không thay đổi) Nồng độ ban đầu dung dịch NaOH A 0,15 M B 0,2M C 0,1 M D 0,05M Bài 24 *Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ dòng điện chiều I = 9,65 A Khi thể tích khí thoát hai điện cực 1,12 lít (đktc) dừng điện phân Khối l ợng kim loại sinh catốt thời gian điện phân là: A 3,2gam 2000 s B 2,2 gam 800 s C 6,4 gam 3600 s D 5,4 gam 1800 s Bài 25 iện phân 200ml dd CuSO4 0,5 M FeSO4 0,5M 15 phút với điện cực trơ dòng điện I= 5A thu đợc catot A có đồng B Vừa đồng, vừa sắt C có sắt D vừa đồng vừa sắt với lợng kim loại tối đa Bài 26 Điện phân 200ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,1M Cu(NO3)2 0,5M điện cực trơ Khi catot có 3,2g Cu thể tích khí thoát anốt A 0, 56 lít B 0, 84 lít C 0, 672 lít D 0,448 lit Bài 27 Điện phân dd chứa 0,2 mol FeSO4 0,06 mol HCl với dòng điện 1,34 A (điện cực trơ, có màng ngăn) Bỏ qua hoà tan clo nớc coi hiệu suất điện phân 100% Khối lợng kim loại thoát catot thể tích khí thoát anot (đktc) lần lợt là: A 1,12 g Fe 0, 896 lit hỗn hợp khí Cl2 , O2 B 1,12 g Fe 1, 12 lit hỗn hợp khí Cl2 O2 C 11,2 g Fe 1, 12 lit hỗn hợp khí Cl2 O2 D 1,12 g Fe 8, 96 lit hỗn hợp khí Cl2 O2 Bài 28 Tiến hành điện phân hoàn toàn dung dịch X chứa AgNO Cu(NO3)2 thu đợc 56 gam hỗn hợp kim loại catot 4,48 lít khí anot (đktc) Số mol AgNO3 Cu(NO3)2 X lần lợt A 0,2 0,3 B 0,3 0,4 C 0,4 0,2 D 0,4 0,3 Bài 29 Điện phân 100ml dung dịch A chứa đồng thời HCl 0,1M NaCl 0,2 M với điện cực trơ có màng ngăn xốp tới anot thoát 0,224 lít khí (đktc) ngừng điện phân Dung dịch sau điện phân có pH (coi thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể) A B C 12 D 13 32 Bài 30 Điện phân 300ml dung dịch CuSO 0,2M với cờng độ dòng điện 3,86A Khối lợng kim loại thu đợc catot sau điện phân 20 phút A 1,28 gam B.1,536 gam C 1,92 gam D 3,84 gam Bài 31 Có 200ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO 3)2 AgNO3 Để điện phân hết ion kim loại dung dịch cần dùng dòng điện 0,402A, thời gian giờ, catot thoát 3,44 gam kim loại Nồng độ mol/lit Cu(NO3)2 AgNO3 A 0,1 0,2 B 0,01 0,1 C 0,1 0,01 D 0,1 0,1 Bài 32 Tiến hành điện phân (có màng ngăn xốp) 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp HCl 0,02M NaCl 0,2M Sau anot bay 0,448 lít khí (ở đktc) ngừng điện phân Cần ml dung dịch HNO3 0,1M để trung hoà dung dịch thu đợc sau điện phân A 200 ml B 300 ml C 250 ml D 400 ml Bài 33 Hoà tan 1,28 gam CuSO4 vào nớc đem điện phân tới hoàn toàn, sau thời gian thu đợc 800 ml dung dịch có pH = Hiệu suất phản ứng điện phân A 62,5% B 50% C 75% D 80% Bài 34 Hoà tan gam muối ngậm nớc CuSO4.nH2O đem điện phân tới hoàn toàn, thu đợc dung dịch A Trung hoà dung dịch A cần dung dịch chứa 1,6 gam NaOH Giá trị n A B C D HD: T NaOH => nH2SO4 => nCuSO4 = nCuSO 4.nH2O (cha nhúm SO4 nờn luụn bng nhau) => M Bài 35 Điện phân dung dịch muối nitrat kim loại với hiệu suất dòng điện 100%, cờng độ dòng điện không đổi 7,72A thời gian phút 22,5 giây Sau kết thúc khối lợng catot tăng lên 4,86 gam kim loại bám vào Kim loại A Cu B Ag C Hg D Pb Bài 36 Tiến hành điện phân (có màng ngăn xốp) dung dịch X chứa hỗn hợp gồm 0,02 mol HCl 0,05 mol NaCl với Cờng độ dòng điện 1,93A thời gian 3000 giây, thu đợc dung dịch Y Nếu cho quì tím vào X Y thấy A X làm đỏ quì tím, Y làm xanh quì tím B X làm đỏ quì tím, Y làm đỏ quì tím C X đỏ quì tím, Y không đổi màu quì tím D X không đổi màu quì tím, Y làm xanh quì tím HD: loi D nH2 = It => thi gian p ht HCl Thy t < 3000 => NaCl b p => A nF Bi 37: in phõn 100ml dung dch cha AgNO3 0.1M v Cu(NO3)2 0.1M vi cng dũng in I l 1.93A.Tớnh thi gian in phõn (vi hiu xut l 100%) kt ta ht Ag (t1), kt ta ht Ag v Cu (t2): A t1 = 500s, t2 = 1000s C t1 = 500s, t2 = 1200s B t1 = 1000s, t2 = 1500s D t1 = 500s, t2 = 1500s Bi 38: in phõn 100ml dung dch CuSO4 0.2M vi cng I = 9.65 A.Tớnh lng Cu bỏm bờn catot thi gian in phõn t1 = 200s v t2 = 500s(vi hiu sut l 100%) 33 A 0.32g ; 0.64g B 0.64g ; 1.28g C 0.64g ; 1.32g D 0.32g ; 1.28g HD: Ta thy thi gian p ht CuSO4 = 400s < 500s => ti 500s nCu = nCuSO4 => mCu = 1,28 Ti 200s ch p = ẵ => 0,64 Bi 39:in phõn 100ml dung dch CuSO4 0.1M cho n va bt u si bt bờn catot thỡ ngng in phõn Tớnh pH dung dch y vi hiu sut l 100%.Th tớch dung dch c xem nh khụng i Ly lg2 = 0.30 A pH = 0.1 B pH = 0.7 C pH = 2.0 D pH = 1.3 HD: Theo bi thỡ CuSO4 ht [H+] = 2[SO42-] = 0,2 Bi 40:in phõn 100ml dung dch cha NaCl vi in cc tr ,cú mng ngn, cng dũng in I l 1.93A Tớnh thi gian in phõn c dung dch pH = 12, th tớch dung dch c xem nh khụng thay i, hiu sut in phõn l 100% A 100s B.50s C 150s D 200s Bi 41:in phõn 100 ml dung dch CuSO4 002M v AgNO3 0.1M vi cng dũng in I = 3.86A.Tớnh thi gian in phõn c mt lng kim loi bỏm bờn catot l 1.72g A 250s B 1000s C 500s D 750s Bi 42:in phõn 100ml dung dch CuCl2 0.08M Cho dung dch thu c sau in phõn tỏc dng vi dung dch AgNO3 d thỡ thu c 0.861g kt ta Tớnh lng Cu bỏm bờn catot v th tớch thu c anot A.0.16g Cu ; 0.056 l Cl2 C 0.32g Cu ; 0.112 l Cl2 B 0.64g Cu ; 0.112 l Cl2 C 0.64g Cu ; 0.224 l Cl2 Bi 43: in phõn 100ml dung dch CuSO4 0.1M vi cng I = 9,65A.Tớnh th tớch khớ thu c bờn catot v bờn anot lỳc t1 = 200s v t2 = 300s A.catot:0;112ml; anot:112;168ml C catot:112;168ml; anot:56;84ml B catot:0;112ml; anot:56;112ml D catot:56;112ml; anot:28;56ml HD: p ht CuSO4 cn 200s = t1 => ti catot cha cú khớ; anot: nO2 = 1/2nCuSO4 Ti t2: H2O b p 100s => nH2 ; nO2 (tng) Bi 44:in phõn 100ml dung dch AgNO3 0.2M Tớnh cng I bit rng phi in phõn thi gian 1000s thỡ bt u si bt bờn catot v tớnh pH ca dung dch y Th tớch dung dch c xem nh khụng thay i quỏ trỡnh in phõn Ly lg2 = 0.30 34 A I = 1.93A, pH = 1.0 B I = 2.86A, pH = 2.0 C I = 1.93A, pH = 0,7 D I = 2.86A, pH = 1.7 Bi 45:in phõn 200ml dung dch CuSO4 0.1M v MgSO4 cho n bt u si bt bờn catot thỡ ngng in phõn Tinh lng kim loi bỏm bờn catot v th tớch(ktc) thoỏt bờn anot A 1.28g; 0,224 lớt B 0.64; 1.12lớt C.1.28g; 1.12 lớt D 0.64; 2.24 lớt Bi 46: (TSH B 2009) in phõn núng chy Al 2O3 vi anot than chỡ (hiu sut in phõn 100%) thu c m kg Al catot v 67,2 m3( ktc) hn hp khớ X cú t so vi hiro bng 16 Ly 2,24 lớt ( ktc) hn hp khớ X sc vo dung dch nc vụi (d) thu c gam kt ta Giỏ tr ca m l: A 54,0 B 75,6 C 67,5 D 108,0 Bi 47 in phõn 100 ml dung dch cha NaCl vi in cc tr,cú mng ngn, cng dũng in I=3,86A.Tớnh thi gian in phõn c dung dch pH=12, th tớch dung dch c xem nh khụng i, hiu sut l 100% A.100s B 50s C 150s D 25s Bi 48 in phõn 200 ml dung dch CuSO4 0,2 M v AgNO3 0,1 M.vi cng dũng in I=3,86 A.Tớnh thi gian in phõn c mt lng kim loi bỏm bờn catot l 1,72g A.250s B.1000s C 398,15s D 750s Bi 49 Cho mt dũng in cú cng I khụng i i qua bỡnh in phõn mc ni tip,bỡnh cha 100ml dung dch CuSO4 0,01M, bỡnh cha 100 ml dung dch AgNO3 0,01M Bit rng sau thi gian in phõn 500s thỡ bờn bỡnh xut hin khớ bờn catot, tớnh cng I v lng Cu bỏm bờn catot bỡnh v th tớch khớ (ktc) xut hin bờn anot ca bỡnh A.0,193A;0,032g Cu;5,6 ml O2 C.0,386A;0,64g Cu;22,4 ml O2 B 0,193A;0,032g Cu;11,2 ml O2 D 0,193A;0,032g Cu;22,4 ml O2 Bi 50 in phõn 400 ml dung dch cha mui KCl v CuCl2 vi in cc tr v mng ngn cho n anot thoỏt 3,36lớt khớ(ktc) thỡ ngng in phõn trung hũa dung dich sau in phõn cn 100 ml dd HNO3 1M Dung dch sau trung hũa tỏc dng vi AgNO d sinh 2,87 (gam) kt ta trng Tớnh nng mol ca mi mui dung dch trc in phõn A [CuCl2]=0,25M,[KCl]=0,03M B [CuCl2]=0,25M,[KCl]=3M C [CuCl2]=2,5M,[KCl]=0,3M D [CuCl2]=0,25M,[KCl]=0,3M 35 Bi 51 in phõn 200 ml dd CuSO4(dung dch X) vi in cc tr sau thi gian ngng in phõn thỡ thy lng X gim Dung dch sau in phõn tỏc dng va vi 500ml dd BaCl 0,3M to kt ta trng Cho bit lng riờng dung dch CuSO4 l 1,25g/ml; sau in phõn lng H2O bay hi khụng ỏng k Nng mol/lớt v nng % dung dich CuSO4 trc in phõn l? A 0,35M, 8% B 0,52, 10% C 0,75M,9,6% D 0,49M, 12% Bi 52.in phõn 200ml dung dch Y gm KCl 0,1M v Cu(NO3)2 0,2M vi cng dũng in 5A thi gian 1158 giõy, in cc tr, mng ngn xp Gi s nc bay hi khụng ỏng k gim lng ca dung dch sau in phõn l A 3,59 gam B 2,31 gam C 1,67 gam D 2,95 gam Bi 53 in phõn dung dch X cha 0,4 mol M(NO 3)2 v NaNO3 (vi in cc tr) thi gian 48 phỳt 15 giõy, thu c 11,52 gam kimloi M ti catụt v 2,016 lớt khớ (ktc) ti anụt.Tờn kim loi M v cng dũng in l A Fe v 24A B Zn v 12A C Ni v 24A D Cu v 12A Bi 54 in phõn (p) 500ml dung dch AgNO vi in cc tr cho n catot bt u cú khớ thoỏt thỡ ngng in phõn trung hũa dung dch sau in phõn cn 800ml dd NaOH 1M Nng mol AgNO3, v thi gian in phõn l bao nhiờu bit I=20A? A 0,8M, 3860giõy B 1,6M, 3860giõy C 1,6M, 360giõy D 0,4M, 380giõy Bi 55: (TSH A 2009) Dóy cỏc kim loi u cú th c iu ch bng phng phỏp in phõn dung dch mui ca chỳng l: A Fe, Cu, Ag B Mg, Zn, Cu C Al, Fe, Cr D Ba, Ag, Au Bi 56: (TSH B 2009) in phõn cú mng ngn 500 ml dung dch cha hn hp gm CuCl2 0,1M v NaCl 0,5M (in cc tr, hiu sut in phõn 100%) vi cng dũng in 5A 3860 giõy Dung dch thu c sau in phõn cú kh nng ho tan m gam Al Giỏ tr ln nht ca m l: A 4,05 B 2,70 C 1,35 D 5,40 Bi 57: in phõn dung dch cha 0,2mol AgNO3 vi in cc tr, cng dong in l 2,68A thi gian t gi thu c dung dch X (hiu sut ca phn ng l 100%) Cho 16,8 gam Fe vo X thy cú NO thoỏt v sau cỏc phn ng hon ton thu c 22,7 gam cht rn.t? A 0,25 B C D 0,5 36 Bi 58: in phõn núng chy Al2O3 vi anot than chỡ (hiu sut in phõn 100%) thu c m gam nhụm catot v 67,2 lớt hn hp khớ X cú t so vi oxi bng Ly 1,12 lớt hn hp khớ X cho qua dung dch nc vụi d thu c gam kt ta m? A 108 B 54 C 75,6 D 67,5 Bi 59: Tin hnh in phõn (cú mng ngn xp) 500 ml dung dch cha hn hp HCl 0,02M v NaCl 0,2M Sau anot bay 0,448 lớt khớ (ktc) thỡ ngng in phõn Th tớch dung dch HNO30,1M ti thiu cn dựng trung hũa dung dch thu c sau in phõn : A 300 ml B 150ml C 200ml D.250 ml Bi 60: in phõn cỏc dung dch loóng (mng ngn, cc tr): NaCl, NaOH (pH[...]... 0,05M Bài 24 *Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ bằng dòng điện một chiều I = 9,65 A Khi thể tích khí thoát ra ở cả hai điện cực đều là 1,12 lít (đktc) thì dừng điện phân Khối l ợng kim loại sinh ra ở catốt và thời gian điện phân là: A 3,2gam và 2000 s B 2,2 gam và 800 s C 6,4 gam và 3600 s D 5,4 gam và 1800 s Bài 25 iện phân 200ml dd CuSO4 0,5 M và FeSO4 0,5M trong 15 phút với điện cực... KOH, K2SO4 D Fe2(SO4)3, K2SO4 Bài 19 Điện phân dung dịch CuSO 4 bằng điện cực trơ với dòng điện có cờng độ I = 0,5A trong thời gian 1930 giây thì khối lợng đồng và thể tích khí O2 sinh ra là A 0, 64g và 0,112 lit B 0, 32g và 0, 056 lít C 0, 96g và 0, 168 lít D 1, 28g và 0, 224 lít 31 Bài 20 Điện phân đến hết 0,1 mol Cu(NO3)2 trong dung dịch với điện tực trơ, thì sau điện phân khối lợng dung dịch đã giảm... X chứa AgNO 3 và Cu(NO3)2 thu đợc 56 gam hỗn hợp kim loại ở catot và 4,48 lít khí ở anot (đktc) Số mol AgNO3 và Cu(NO3)2 trong X lần lợt là A 0,2 và 0,3 B 0,3 và 0,4 C 0,4 và 0,2 D 0,4 và 0,3 Bài 29 Điện phân 100ml dung dịch A chứa đồng thời HCl 0,1M và NaCl 0,2 M với điện cực trơ có màng ngăn xốp tới khi ở anot thoát ra 0,224 lít khí (đktc) thì ngừng điện phân Dung dịch sau khi điện phân có pH (coi... AgNO3 là A 0,1 và 0,2 B 0,01 và 0,1 C 0,1 và 0,01 D 0,1 và 0,1 Bài 32 Tiến hành điện phân (có màng ngăn xốp) 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp HCl 0,02M và NaCl 0,2M Sau khi ở anot bay ra 0,448 lít khí (ở đktc) thì ngừng điện phân Cần bao nhiêu ml dung dịch HNO3 0,1M để trung hoà dung dịch thu đợc sau điện phân A 200 ml B 300 ml C 250 ml D 400 ml Bài 33 Hoà tan 1,28 gam CuSO4 vào nớc rồi đem điện phân tới hoàn... giờ (điện cực trơ, có màng ngăn) Bỏ qua sự hoà tan của clo trong nớc và coi hiệu suất điện phân là 100% Khối lợng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí thoát ra ở anot (đktc) lần lợt là: A 1,12 g Fe và 0, 896 lit hỗn hợp khí Cl2 , O2 B 1,12 g Fe và 1, 12 lit hỗn hợp khí Cl2 và O2 C 11,2 g Fe và 1, 12 lit hỗn hợp khí Cl2 và O2 D 1,12 g Fe và 8, 96 lit hỗn hợp khí Cl2 và O2 Bài 28 Tiến hành điện phân. .. 1,28 D 2,06 Bài 4 Dãy gồm các kim loại đợc điều chế trong công nghiệp bằng phơng pháp điện phân hợp chất nóng chảy của chúng là A Na, Ca, Zn B Na, Cu, Al C Na, Ca, Al D Fe, Ca, Al Bài 5 Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO 4 và b mol KCl ( với điện cực trơ , có màng ngăn xốp ) Để dung dịch sau điện phân hoà tan đợc MgO thì điều kiện của a và b là A b > 2a B b =2a C b < 2a D 2b =a Bài 6 Điện phân dung... CuSO 4 và b mol NaCl (với điện cực trơ có màng ngăn xốp) Để dung dịch sau khi địên phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng thì điều kiện của a và b là: A b > 2a B b = 2a C b < 2a D 2b = a Bài 7 Khi điện phân hỗn hợp dung dịch b mol NaCl và a mol CuSO 4 , nếu dung dịch sau khi điện phân phản ứng đợc Al thì sẽ xảy trờng hợp nào sau đây A b > 2a B b < 2a C b # 2a D a> 2b hoặc a< 2b Bài 8 Khi điện phân. .. trơ và dòng điện I= 5A sẽ thu đợc ở catot A chỉ có đồng B Vừa đồng, vừa sắt C chỉ có sắt D vừa đồng vừa sắt với lợng mỗi kim loại là tối đa Bài 26 Điện phân 200ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M bằng điện cực trơ Khi ở catot có 3,2g Cu thì thể tích khí thoát ra ở anốt là A 0, 56 lít B 0, 84 lít C 0, 672 lít D 0,448 lit Bài 27 Điện phân dd chứa 0,2 mol FeSO4 và 0,06 mol HCl với dòng điện. .. 32 Bài 30 Điện phân 300ml dung dịch CuSO 4 0,2M với cờng độ dòng điện là 3,86A Khối lợng kim loại thu đợc ở catot sau khi điện phân 20 phút là A 1,28 gam B.1,536 gam C 1,92 gam D 3,84 gam Bài 31 Có 200ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO 3)2 và AgNO3 Để điện phân hết ion kim loại trong dung dịch cần dùng dòng điện 0,402A, thời gian 4 giờ, trên catot thoát ra 3,44 gam kim loại Nồng độ mol/lit của Cu(NO3)2 và. .. C 10,24 Bài 10 Điều nào là không đúng trong các điều sau: A Điện phân dung dịch NaCl thấy pH dung dịch tăng dần B Điện phân dung dịch CuSO4 thấy pH dung dịch giảm dần 30 D 13,64 C Điện phân dung dịch NaCl + CuSO4 thấy pH dung dịch không đổi D Điện phân dung dịch NaCl + HCl thấy pH dung dịch tăng dần (coi thể tích dung dịch khi điện phân là không đổi, khi có mặt NaCl thì dùng thêm màng ngăn) Bài 11