Đang tải... (xem toàn văn)
§ 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. + Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử (nhận e) + Tại Anot (cực dương) xảy ra quá trình oxi hóa (cho e) § Khác với phản ứng oxi hóa – khử thông thường, phản ứng điện phân do tác dụng của điện năng và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp cho nhau electron mà phải truyền qua dây dẫn.
S ỰĐI ỆN PHÂN I Kiến thức ý A Định nghĩa § Sự điện phân trình oxi hóa – kh xảy bề mặt điện c ực có dòng điện chiều qua chất điện li nóng chảy dung dịch chất điện li + Tại catot (cực âm) xảy trình khử (nhận e) + Tại Anot (cực dương) xảy trình oxi hóa (cho e) § Khác với phản ứng oxi hóa – khử thông th ườ ng, phản ứng điện phân tác dụng điện chất môi trườ ng điện phân không tr ực tiếp cho electron mà phải truyền qua dây dẫn B Các trường hợp điện phân Điện phân nóng chảy Phươ ng pháp điện phân nóng chảy áp dụng điều chế kim loại hoạt động mạnh nh ư: Na, K, Mg, Ca, Ba, Al a) Điện phân nóng chảy oxit: áp dụng điều chế Al 2Al2O3 >4Al+3O2 * Tác dụng Na3AlF6 (criolit): + Hạ nhiệt cho phản ứng + Tạo chất lỏng dẫn điện tốt nhôm oxit nóng chảy + Tạo l ớp màng nhẹ lên bề mặt nhôm ngăn không cho Al tiếp xúc v ới oxi không khí Quá trình điện phân: + Catot (-): + Anot (+): Do điện cực làm graphit (than chì) nên bị khí sinh anot ăn mòn: C+O2 -CO2 2C+O2 ->2CO Khí anot sinh th ườ ng hỗn h ợp khí CO, CO2 O2 Để đơn giản ng ười ta th ường xét ph ương trình: b) Điện phân nóng chảy hiđroxit Điện phân nóng chảy hiđroxit kim loại nhóm IA , , để điều chế kim loại tương ứng 2M(OH)n >2M+n/2O2+nH2O c) Điện phân nóng chảy muối clorua Điện phân nóng chảy muối clorua kim loại kiềm kim loại kiềm thổ để điều chế kim loại t ương ứng MCln ->M+n/2Cl2 Điện phân dung dịch - Áp dụng để điều chế kim loại trung bình, yếu - Trong điện phân dung dịch nướ c gi ữ vai trò quan trọng: + Là môi trườ ng để cation anion di chuyển c ực + Có thể tham gia vào trình điện phân: Tại catot (-) H2O bị khử: 2H2O + 2e → H2 + 2OH– Tại anot (+) H2O bị oxi hóa: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e Về chất nướ c nguyên chất không bị điện phân điện l ớn (I=0) Do muốn điện phân n ước cần hoà thêm chất điện li mạnh như: muối tan, axit mạnh, baz mạnh Các bước viết sơ đồ phương trình điện phân dung dịch (điện cực trơ, màng ngăn xốp): Bước 1: Viết phươ ng trình điện li chất tan có dung dịch điện phân xác định s ự có mặt tiểu phân điện cực Ở anot (+): Các ion âm Ở catot (-): Các ion d ương Bước 2: Tại điện cực viết trình nh ườ ng nhận electron theo th ứ t ự điện phân Thứ tự điện phân anot: S(2-) ->I- ->Br- >Cl- >H2O Các gốc axit chứa oxi axit vô cơ, không nhườ ng electron anot điện phân dung dịch Thứ tự điện phân catot: ion có tính oxi hóa mạnh ưu tiên nhận electron tr ước: Các ion dươ ng tạo b ởi kim loại nhóm IA, IIA không bao gi nhận electron điện phân dung dịch Bước 3: Thành lập pt điện phân Nhận xét: + Điện phân dung dịch bazo, dung dịch axit ch ứa oxi, HF, dung dịch muối tạo b ởi kim loại nhóm IA, IIA Al với axit vô ch ứa oxi phản ứng điện phân có dạng: H2O ->H2+1/2O2 + A muối tạo kim loại đứng sau Al axit vô c chứa oxi phản ứng điện phân có dạng: A+H2O ->kim loại+O2+axit + B muối tạo kim loại nhóm IA, IIA Al v ới axit không ch ứa oxi, phản ứng điện phân có dạng: B+H2O ->phi kim+H2+hidroxit kim loại + C muối tạo kim loại đứng sau Al axit không ch ứa oxi phản ứng điện phân có dạng: C ->Kim loại/H2+phi kim C Công thức Faraday Dựa vào công th ức biểu diễn định luật Faraday ta xác định khối l ượng chất thu điện cực: m=AIt/nF A: khối lượ ng mol n: số e mà nguyên tử ion cho nhận I: cườ ng độ dòng điện (A) t: thời gian điện phân (giây) F: số Faraday: F=96500 Hic gõ mệt Công thức tính nhanh số mol e trao đổi :n(e trao đổi)=It/F 10 Câu 1: Cho dòng điện có cườ ng độ không đổi qua bình điện phân mắc nối tiếp, bình ch ứa 100ml dd CuSO4 0,01M, bình ch ứa 100ml AgNO3 0,01M Biết sau th ời gian điện phân 500s bên bình xuất khí bên catot C ường độ dòng điện, khối l ượng Cu bám catôt thể tích khí (đktc) xuất bên anot bình lần lượ t là: A 0,193A; 0,032g Cu; 11,2ml O2 B 0,386A; 0,064g Cu; 22,4ml O2 C 0,193A; 0,032g Cu; 22,4ml O2 D 0,193A; 0,032g Cu; 5,6ml O2 Câu 2: Điện phân 400ml dung dịch CuSO4 0,2M v ới c ường độ dòng điện I=10A th ời gian t, ta thấy có 224ml khí (đktc) thoát anot Giả thiết điện c ực tr hiệu suất 100% Th ời gian điện phân là: A phút 26 giây B phút 10 giây C phút 20 giây D phút 12 giây Câu : Khi điện phân dung dịch muối, giá trị pH gần điện c ực tăng lên Dung dịch muối là: A KCl B CuSO4 C AgNO3 D K2SO4 Câu 4: Điện phân (điện cực trơ, có vách ngăn) dung dịch có ch ứa ion: Fe2+, Fe3+, Cu2+ Th ứ t ự xảy khử catot lần lượ t là: Làm xong dạng liệu hóa có dạng khó cho ta làm A Fe3+, Cu2+, Fe2+ B Cu2+, Fe3+, Fe2+ C Fe3+, Fe2+, Cu2+ D Fe2+, Fe3+, Cu2+ Câu 5: Điện phân 400ml dung dịch AgNO3 0,2M Cu(NO3)2 0,1M v ới c ường độ dòng điện I=10A, anot bạch kim Sau thời gian t, ta ngắt dòng điện, thấy khối l ượ ng catot tăng thêm m gam có 1,28g Cu Thời gian điện phân t là: (hiệu suất điện phân 100% ) A 19,3s B 1158s C 772s D 193s Câu 7: Điện phân 200ml dung dịch CuSO4 0,1M MgSO4 bắt đầu xuất khí bên catot ngừng điện phân Tính khối lượ ng kim loại bám catot thể tích khí thu bên anot A 1,28g; 1,12 lít B 0,64g; 1,12 lít C 0,64g; 2,24 lít D 1,28g; 2,24 lít Câu 8: Điện phân dung dịch CuSO4 NaCl v ới số mol , dung dịch có ch ứa vài giọt quỳ tím Điện phân v ới điện cực trơ Màu quỳ tím biến đổi trình điện phân? A đỏ sang xanh B tím sang đỏ C xanh sang đỏ D tím sang xanh Câu 9: Điện phân bình điện phân mắc nối tiếp Bình chứa 100ml dung dịch CuSO4 0,1M, bình ch ứa 100ml dung dịch NaCl 0,1M Ng ừng điện phân dung dịch thu bình có pH=13 Nồng độ ion Cu2+ lại bình (thể tích dung dịch coi nh không đổi) là: A 0,04M B 0,1M C 0,08M D 0,05M Câu 10: Thực phản ứng điện phân dung dịch chứa m gam hỗn h ợp CuSO4 NaCl v ới c ường độ dòng điện 5A Đến thời điểm t, điện cực nước bắt đầu điện phân ngắt dòng điện Dung dịch sau điện phân hoà tan vừa đủ 1,6g CuO anot bình điện phân có 448ml khí bay (đktc) Khối l ượng dung dịch giảm phản ứng điện phân là: A 3,59g B 3,15g C 1,295g D 2,95g 1D 2A 3A 4A 5B 6A 7D 8D 9D 10D Câu 11: Thực phản ứng điện phân dung dịch ch ứa m gam hỗn h ợp CuSO4 NaCl v ới c ường độ dòng điện 5A Đến thời điểm t, điện cực nước bắt đầu điện phân ngắt dòng điện Dung dịch sau điện phân hoà tan vừa đủ 1,6g CuO anot bình điện phân có 448ml khí bay (đktc) Nếu thể tích dung dịch không thay đổi V= 500ml nồng độ mol chất dung dịch là: A 0,04M; 0,08M B 0,12M; 0,04M C 0,3M; 0,05M D 0,02M; 0,12M Câu 12: Điện phân 100ml dung dịch CuSO4 0,2M v ới c ường độ dòng điện I= 9,65A Khối l ượng Cu bám catot thời gian diện phân t1= 200s t2= 500s (hiệu suất điện phân 100%) A 0,32g; 0,64g B 0,32g; 1,28g C 0,64g; 1,28g D 0,64g; 1,32g Câu 13: Điện phân 400ml dung dịch AgNO3 0,2M Cu(NO3)2 0,1M v ới c ường độ dòng điện I=10A, anot bạch kim Sau thời gian t, ta ngắt dòng điện, thấy khối l ượng catot tăng thêm m gam có 1,28g Cu Giá trị m là: A 11,2g B 1,28g C 9,92g D 2,28g Câu 14: Điện phân (có màng ngăn, điện c ực trơ) dung dịch ch ứa hỗn h ợp CuSO4 NaCl Dung dịch sau điện phân hoà tan bột Al2O3 Dung dịch sau điện phân ch ứa: A H2SO4 NaOH B NaOH C H2SO4 D H2O Câu 15: Điện phân 400ml dung dịch CuSO4 0,2M v ới c ường độ dòng điện I=10A th ời gian t, ta thấy có 224ml khí (đktc) thoát anot Giả thiết điện c ực tr hiệu suất 100% Khối l ượng catot tăng lên là: A 1,28g B 0,75g C 2,5g D 3,1g Câu 16: Điện phân 100ml dung dịch ch ứa CuSO4 0,2M AgNO3 0,1M, v ới c ường độ dòng điện I=1,93A Tính thời gian điện phân để khối lượ ng kim loại bám catot 1,72g A 500s B 1000s C 750s D 250s Câu 17: Điện phân dung dịch NaOH với cường độ dòng điện 10A th ời gian 268 gi Sau điện phân lại 100g dung dịch NaOH có nồng độ 24% Nồng độ % dd NaOH tr ước điện phân là: A 4,2% B 2,4% C 1,4% D 4,8% Câu 18: Điện phân 400ml dung dịch CuSO4 0,2M v ới c ường độ dòng điện I=10A th ời gian t, ta thấy có 224ml khí (đktc) thoát anot Giả thiết điện c ực tr hiệu suất 100% Nếu thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể nồng độ ion H+ dung dịch sau điện phân là: A 0,1M B 0,3M C 0,4M D 0,02M Câu 19: Cho dung dịch sau: KCl, Na2SO4, KNO3, AgNO3, ZnSO4, NaCl, NaOH, CaCl2, H2SO4 Dung dịch điện phân thực chất điện phân n ước? A KCl, Na2SO4, KNO3 B Na2SO4, KNO3, H2SO4, NaOH C Na2SO4, KNO3, CaCl2, H2SO4, NaOH D KNO3, AgNO3, ZnSO4, NaCl, NaOH Câu 20: Điện phân 500ml dung dịch AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,2M v ới c ường độ dòng điện I = 10A điện cực trơ Sau thời gian t ta ngắt dòng điện Dung dịch sau điện phân lấy để đo nồng độ chất Nếu hiệu suất điện phân 100% thể tích dung dịch coi nh không thay đổi, nồng độ mol ion H+ 0,16M Nồng độ mol/l muối nitrat dd sau điện phân là: A 0,2M B 0,17M C 0,15M D 0,3M 11C 12C 13C 14A 15A 16C 17B 18A 19B 20B ... Thực phản ứng điện phân dung dịch chứa m gam hỗn h ợp CuSO4 NaCl v ới c ường độ dòng điện 5A Đến thời điểm t, điện cực nước bắt đầu điện phân ngắt dòng điện Dung dịch sau điện phân hoà tan vừa... CuSO4 NaCl v ới c ường độ dòng điện 5A Đến thời điểm t, điện cực nước bắt đầu điện phân ngắt dòng điện Dung dịch sau điện phân hoà tan vừa đủ 1,6g CuO anot bình điện phân có 448ml khí bay (đktc)... 1,28g Cu Thời gian điện phân t là: (hiệu suất điện phân 100% ) A 19,3s B 1158s C 772s D 193s Câu 7: Điện phân 200ml dung dịch CuSO4 0,1M MgSO4 bắt đầu xuất khí bên catot ngừng điện phân Tính khối