50 bài tập điện phân mức độ vận dụng có lời giải

     

CHUYÊN ĐỀ ĐIỆN PHÂN

1. Khái niệm:

- Điện phân là quy trình oxi hóa khử xảy ra tại bề mặt điện rất khi bao gồm dòng điện một chiều trải qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li.

Bạn đang xem: 50 bài tập điện phân mức độ vận dụng có lời giải

2. Nguyên tắc:

- Trong chất điện li lạnh chảy hoặc dung dịch chất điện li có các cation với anion. Khi để điện ngôi trường vào hệ, những cation chuyển dịch về phía rất âm, anion di chuyển về phía cực dương.

- trên cực dương (anot) xảy ra quá trình oxi hóa: những anion nhường e theo trang bị tự tính khử sút dần, e sinh ra di chuyển trong dây dẫn để mang đến cực âm.

- trên cực âm (catot) xảy ra quá trình khử: những cation dấn e theo lắp thêm tự tính oxi hóa sút dần.

- Định pháp luật Fa-ra-đây:

*
trong đó

m: cân nặng chất xuất hiện tại điện rất (gam)

A: khối lượng mol hóa học sinh ra (gam/mol)

I: cường độ cái điện một chiều (Ampe)

t: thời hạn điện phân (s)

n: số e dàn xếp của chất

F: hằng số Fa-ra-đây = 96500.

- Định quy định bảo toàn e: số mol e đến tại anot bằng số mol e thừa nhận tại catot và

*

3. Điện phân nóng chảy:

a. Điện phân NaCl nóng chảy:

Chưa bao gồm I: NaCl(nc) → Na+ + Cl-

Khi gồm I: Na+ dịch rời về Catot (-), Cl- dịch rời về Anot (-)

Tại Catot: Na+ + e → Na.

Tại Anot: 2Cl- → Cl2 + 2e

Phương trình năng lượng điện phân:

*

Phương pháp này hay được dùng điều chế kim loại có tính khử mạnh dạn như kiềm, kiềm thổ, nhôm.

b. Ví dụ như minh họa:

Câu 1:Khi điện phân muối hạt clorua kim loại nóng chảy, bạn ta chiếm được 0,896 lít khí (đktc) sinh sống anot với 3,12 gam sắt kẽm kim loại ở catot. Phương pháp muối clorua đã điện phân là

A. NaCl. B. CaCl2. C. KCl.D. MgCl2.

Giải:

Phương trình năng lượng điện phân:

*

*

Với x = 1 ta gồm M = 39 (K) thỏa mãn. Đáp án C.

4. Điện phân dung dịch:

4.1. Điện phân hỗn hợp CuSO4

a. Quá trình điện phân

Chưa tất cả I: CuSO4 → Cu2+ + SO42-

Khi gồm I: Catot gồm Cu2+ và nước. Anot tất cả SO42- và nước.

Tại Catot: Cu2+ + 2e → Cu.

Hiện tượng: Cu sinh ra dính vào catot, greed color của hỗn hợp nhạt dần. Sau thời điểm hết Cu2+ (dung dịch không còn màu xanh), cho nước bị điện phân

2H2O + 2e → 2OH- + H2

Hiện tượng: gồm khí thoát ra trên catot.

Tại Anot: các gốc axit bao gồm oxi (SO42-, NO3-,…) không điện phân cơ mà nước điện phân.

2H2O → 4H+ + 4e + O2

Hiện tượng: có khí thoát ra tại anot, pH dung dịch sút dần. Lúc ở catot điện phân không còn Cu2+ thì cả hai cực năng lượng điện phân nước, pH dung dịch không đổi*.

Phương trình năng lượng điện phân:

*

(*: thực tiễn khi điện phân pH của dung dịch tại 2 điện rất sẽ khác nhau do một bên sinh ra H+, một mặt sinh ra OH-, ở đây coi pH được xét khi vẫn ngưng điện phân)

b. Lấy ví dụ như minh họa:

Câu 1:Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 cùng với điện cực trơ cùng cường độ dòng điện 1A. Khi thấy ở catot bắt đầu có bong bóng khí bay ra thì dừng điện phân. Để trung hòa dung dịch thu được sau thời điểm điện phân yêu cầu dùng 100 ml dung dịch NaOH 0,1M. Thời gian điện phân với nồng độ mol của dung dịch CuSO4 thuở đầu là

A. 965 s cùng 0,025 M B. 1930 s và 0,05 M C. 965 s với 0,05 M D. 1930 s cùng 0,025 M

Giải:

Phương trình điện phân:

*

Khi thấy ở catot bắt đầu có bọt khí thoát ra thì dừng năng lượng điện phân ⇒ Cu2+ năng lượng điện phân vừa hết.

*
*
*

*
*
.Đáp án A.

4.2. Điện phân dung dịch NaCl (có màng ngăn)

a. Quy trình điện phân

Chưa gồm I: NaCl → Na+ + Cl-

Khi tất cả I: Catot tất cả Na+ với nước. Anot có Cl- cùng nước.

Tại Catot: các cation kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm không điện phân mà lại nước năng lượng điện phân.

2H2O + 2e → 2OH- + H2

Hiện tượng: có khí bay ra trên catot, pH dung dịch tăng dần.

Tại Anot: 2Cl- → Cl2 + 2e

Hiện tượng: bao gồm khí bay ra trên anot. Sau thời điểm hết Cl-, mang lại nước bị điện phân

2H2O → 4H+ + 4e + O2

Hiện tượng: có khí bay ra tại anot, pH của hỗn hợp không đổi vì 2 năng lượng điện cực hầu hết điện phân nước.

Phương trình năng lượng điện phân:

*

Trường hợp không có màng ngăn sẽ tạo nên thành nước Javen vì chưng Cl2 bội phản ứng với NaOH.

Xem thêm: Tại Sao Phải Ủ Chua Thức Ăn Xanh Cho Vụ Đông (Phần Ii), Thức Ăn Ủ Xanh Là Gì Và Những Kiến Thức Cần Biết

b. Ví dụ như minh họa:

Câu 1:Điện phân 100 ml dung dịch cất NaCl cùng với điện rất trơ,có màng ngăn, cường độ cái điện I=3,86A. Thời hạn điện phân và để được dung dịch pH=12 (thể tích dung dịch được xem như ko đổi, công suất là 100%) là

A. 100s B. 50s C. 150s D. 25s

Giải:

Phương trình điện phân:

*

*
!! ext =0,01" />
*
!! ext .V=0,001,,mol" />

*
*
. Đáp án D.

4.3. Điện phân dung dịch Cu2+ với Cl-

a. Quy trình điện phân

Xét trường hợp điện phân dung dịch đựng a mol CuSO4 cùng b mol NaCl.

Tại Catot: có Cu2+, Na+, nước. Vậy nên thứ tự điện phân là

Cu2+ + 2e → Cu.

2H2O + 2e → 2OH- + H2

Tại Anot: bao gồm Cl-, SO42-, nước. Thứ tự điện phân là

2Cl- → Cl2 + 2e

2H2O → 4H+ + 4e + O2

Nhận thấy khi cả Cu2+ với Cl-điện phân hết, cả 2 điện cực đa số chỉ năng lượng điện phân nước với không làm chuyển đổi pH dung dịch.

Như vậy xẩy ra trường phù hợp nếu Cu2+ năng lượng điện phân hết trước Cl- (2a -, dung dịch sau điện phân có môi trường thiên nhiên kiềm.

Ngược lại ví như Cl- năng lượng điện phân hết trước Cu2+ (2a > b), khi đó anot tiếp tục điện phân hiện ra H+, dung dịch sau năng lượng điện phân có môi trường axit.

b. Ví dụ minh họa:

Câu 1: Điện phân dung dịch cất m gam hỗn hợp NaCl cùng Cu(NO3)2 cho đến lúc dung dịch hết blue color thì sinh sống anot nhận được 3,36 lít (đktc) các thành phần hỗn hợp khí A. Biết tỉ khối của A so với H2 là 29. Quý giá m là

A. 53. B. 49,3. C. 32,5. D. 30,5.

Giải:

Dung dịch hết blue color ⇒ Cu2+ năng lượng điện phân vừa hết. Anot thu được các thành phần hỗn hợp khí là Cl2 và O2 ⇒ Anot sẽ điện phân nước. Vậy quá trình điện phân như sau:

Tại Catot: Cu2+ + 2e → Cu.

Tại Anot: 2Cl- → Cl2 + 2e

2H2O → 4H+ + 4e + O2

*
*

Bảo toàn e có

*

Dung dịch thuở đầu có Cu(NO3)2 (0,2 mol) cùng NaCl (0,2 mol) ⇒ m = 49,3 gam. Đáp án B.

Câu 2: Điện phân 100 ml dung dịch tất cả CuSO4aM cùng NaCl 2M (điện rất trơ, màng phòng xốp, năng suất điện phân 100%, bỏ qua mất sự hài hòa của khí vào nước và sự bay hơi của nước) cùng với cường độ dòng điện không đổi 1,25A trong thời hạn 193 phút. Dung dịch thu được có trọng lượng giảm 9,195 gam so với hỗn hợp ban đầu. Cực hiếm của a là

A. 0,60 B. 0,45 C. 0,50 D. 0,40

Giải:

Số mol e dàn xếp là

*

Tại Anot: 2Cl- (0,15 mol) → Cl2 (0,075 mol) + 2e (0,15 mol)

Giả sử trên catot Cu2+ chưa điện phân không còn ⇒

*
. Lúc đó trọng lượng dung dịch sút là
*
,9,195" />(không thỏa mãn) ⇒ Catot đang điện phân nước

(Ở đây có thể nhận định nhanh nếu Cu2+ không điện phân hết thì chẳng thể tính được a)

Tại Catot: Cu2+ (0,1a) + 2e (0,2a) → Cu (0,1a)

2H2O + 2e (0,15 – 0,2a) → 2OH- + H2 (0,075 – 0,1a)

Khối lượng dung dịch sút là

*

⇒ a = 0,6. Đáp án A.

Câu 2: Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl với 0,05 mol CuSO4bằng loại điện một chiều cường độ 2A (điện cực trơ, gồm màng ngăn). Sau thời hạn t giây thì xong điện phân, thu được khí ở nhị điện cực có toàn diện tích là 2,352 lít (đktc) với dung dịch X. Hỗn hợp X hoà tan được tối đa 2,04 gam Al2O3. Trả sử hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không chảy trong dung dịch. Quý giá của t là

A. 9408. B. 9650. C. 7720. D. 8685.

Giải:

Nhận định: Khí thoát ra ở cả 2 điện rất ⇒ Cu2+ đã điện phân hết. Hỗn hợp X hòa tan được Al2O3, vậy hoàn toàn có thể rơi vào trong 1 trong hai trường vừa lòng nêu ra sinh hoạt trên.

Xem thêm: Bảg Giá Và Các Quy Định Hành Lý Của Vietjet Air (Full), Quy Định Hành Lý Của Vietjet Air (Full)

- Trường thích hợp 1: Cu2+ năng lượng điện phân hết trước Cl-. Dung dịch X có môi trường xung quanh kiềm.

Al2O3 + 2OH- → 2AlO2- + H2O

*

(Lưu ý OH- này không phải lượng OH- vày catot sinh ra cơ mà là lượng OH- còn lại sau khoản thời gian trung hòa H+ ra đời ở anot)

Tại Catot: Cu2+ (0,05) + 2e (0,1) → Cu (0,05)

2H2O + 2e (2x) → 2OH- (2x) + H2 (x)

Tại Anot: 2Cl- (2y) → Cl2 (y) + 2e (2y)

2H2O → 4H+ (4z) + 4e (4z) + O2 (z)

(Ở phía trên ta không cần chứng minh ở anot vẫn điện phân nước, giả dụ nước chưa điện phân khi giải sẽ được z = 0)