Đang tải... (xem toàn văn)
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 khử (các ion kim loại, nước) - Thứ tự điện phân : chất có tính oxi hóa mạnh bị điện phân (bị khứ trước) : Ag+> Fe3+> Cu2+> H+> Fe2+ , H2O - Các cation kim loại đứng trước Al3+ kể Al3+ không bị điện phân mà thay vào điện phân nước - Là nơi diễn oxi hóa (các gốc axit khơng có oxi, nước) - Thứ tự điện phân : chất có tính khử mạnh bị điện phân (bị oxi hóa) trước : gốc axit khơng có oxi (S2- > I- > Br- > Cl- )> RCOO…> H2O > OH - Các anion gốc axit vơ có oxi khơng bị điện phân (-) CATOT (+) ANOT - Tổng quát : Mn+ + ne - Với ion sắt : - Tổng quát : 3+ Fe 2+ Fe Xm- - me 2+ + e + M Fe 2e Fe - Phương trình điện phân nước : 2H2O + 2e H2 + 2OH- X or X2 - Ví dụ : 2Cl- - 2e Cl2 - Phương trình điện phân nước : 2H2O - 4e 4H+ + O2 Ví dụ : Điện phân hồn toàn 200ml dung dich hỗn hợp gồm NaCl, K2SO4 , CuSO4 với điện cực trơ, màng ngăn xốp Các phát biểu sau chưa xác? A CĨ KHÍ MÀU VÀNG LỤC THOÁT RA Ở ANOT B THỨ TỰ ĐIỆN PHÂN Ở CATOT K+, Na+, Cu2+ C ANION SO42- BỊ OXI HÓA Ở ANOT D CATION Cu2+ BỊ KHỬ TRƯỚC Ở CATOT THÀNH Cu BÁM VÀO ĐIỆN CỰC E CÓ THỂ CÓ SỰ ĐIỆN PHÂN NƯỚC Ở CẢ ĐIỆN CỰC II/ MỘT SỐ CƠNG THỨC TÍNH TỐN AIt m = nF It ne trao doi = F m : khối lượng chất (rắn, khí) thu điện cực, tính gam A : khối lượng mol nguyên tử chất thu điện cực I : cường độ dịng điện, tính Ampe (A) t : thời gian điện phân, tính giây n : Số e mà nguyên tử ion cho nhận F : Hằng số Faraday (F = 96500 culong/mol) ne trao đổi : Số mol e nhường hay mol e nhận điện cực II/ MỘT SỐ CÔNG THỨC TÍNH TỐN (-) Catot n e trao đổi = n e nhận (+) Anot n e trao đổi = n e nhường n e trao đổi (catot) = n e trao đổi (anot) : Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 0,2 M với điện cực trơ thời gian 1930 giây với cường độ dòng điện A Cho hiệu suất phản ứng 100% bỏ qua hịa tan khí bay nước Hãy tính khối lượng kim loại thu catot thể tích khí đktc thu anot? VÍ DỤ nCu2+ = 0,04 mol ne = 0,04 2.nCu2+= 0,08> ne = 0,04 (-) Catot : Cu2+, H2O Cu2+ + 2e Cu 2+ dư (+) Anot : SO42- , H2O Cu 2H2O - 4e 4H+ + O2 Cách : Áp dụng công thức faraday: AIt m = nF 64.2.1930 mCu (catot) = = 1,28 gam 2.96500 mO 2(anot) = 32.2.1930 = 0,32 gam 4.96500 nO = 0,01 mol; VO = 0,224 l It Cách : Áp dụng cơng thức tính số mol e trao đổi: ne = 0,04 mol (-) Catot : Cu , H2O 2e 0,04 F (+) Anot : SO42- , H2O 2+ Cu2+ + ne trao doi = Cu 0,02 2H2O - 4e 0,04 4H+ + O2 0,01 Câu 65/MĐ 201/2017 : Điện phân 200 ml dung dịch gồm CuSO4 1,25M NaCl a mol/lit (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hòa tan khí nước bay nước) với cường độ dịng điện khơng đổi 2A thời gian 19300 giây Dung dịch thu có khối lượng giảm 24,25 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị a : A 0,75 B 0,50 C.1,00 1,50 nCu2+ = 0,25 mol ne td = 0,4 mol 2nCu2+=0,5>0,4 nCl- = 0,2a mol (-) catot : Na + , Cu2+ , H2O 2+ Cu 0,2 + 2e 0,4 mdd giảm = mkết tủa + mkhí (+) : Anot : SO42- ,Cl-, H2O TH : Chỉ có Cl- bị điện phân : 0,2.64 + 0,2.71= 27>24,25 (loại) TH : Cl- bị điện phân hết, H2O bị điện phân sinh khí oxi : Cu 0,2 2Cl- - 2e 0,2a 0,2a 2H2O - 4e (0,4-2a) Cl2 0,1a 4H+ + mdd giảm = mkết tủa + mkhì = mCu (catot) + mCl2 (anot) + mO2 (anot) mdd giảm = 0,2.64 + 0,1a.71 + 0,4 - 0,2a 32=24,25 O2 0,4 - 2a a = 1,5M Câu 70/MĐ 202/2017 : Điện phân 100 ml dung dịch gồm CuSO4 a mol/lit NaCl 2M (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hòa tan khí nước bay nước) với cường độ dịng điện khơng đổi 1,25A thời gian 193 phút Dung dịch thu có khối lượng giảm 9,195 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị a : A 0,40 B 0,50 C.0,45 0,6 nCu2+ = 0,1a mol 1.nCl- =0,2>0,15 ne td = 0,15 mol nCl- = 0,2 mol (-) catot : Na + , Cu2+ , H2O 2- - , H2O (+) : Anot : SO4,Cl 2Cl- - 2e TH : có Cu2+ bị điện phân : 2x = 0,15 x =0,075M 0,15 0,15 loại Hay 0,075.71 + 0,075.64 = 10,125>9,195 TH : Cu2+ điện phân hết, nước bị điện phân sinh khí hidro Cu2+ + 2e 0,1a 0,2a 2H2O + 2e (0,15 - 0,2a) Cu 0,1a H2 + 2OH(0,15 - 0,2a) Cl2 0,075 (0,15 - 0,2a) 0,075.71 + 0,1a.64 + = 9,195 a = 0,6M Câu 74/MĐ 203/2017 : Điện phân 100 ml dung dịch gồm CuSO4 0,5M NaCl 0,6M (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hịa tan khí nước bay nước) với cường độ dòng điện không đổi 0,5A thời gian t giây Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 4,85 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị t : A 17370 B 14475 C 13510 D 15440 nCu2+ = 0,05 mol nCl- = 0,06 mol 2.nCu2+=0,1> 1.nCl-=0,06 TH : Cl - dư Cu2+ dư ne td = nCl - = 0,06 mol; nCl2=nCu= 0,03 mol TH : Cl- điện phân hết, Nước chưa diện phân Loại mdd giam = mCu + mCl2 = 0,03.64 + 0,03.71 = 4,05