PTPT giải bài toán điện phân

GIẢI BÀI TỐN ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH BẰNG PHƯƠNG TRÌNH PHÂN TỬ 1) Lời nói đầu: Thơng thường toán điện phân thường giải phương pháp viết bán phương trình điện phân điện cực Tuy nhiên, có nghĩ tới việc giải phương trình phân tử chưa? Mình không dám câu trả lời đâu, trình bày phương pháp phương trình phân tử (gọi tắt ptpt) để giải toán điện phân Ở dùng Cu(NO3)2 NaCl hỗn hợp thường xuyên thấy đề thi Khi điện phân dung dịch chứa Cu(NO3)2 NaCl (có màng ngăn), có giai đoạn xảy theo thứ tự sau + Giai đoạn 1: Cả Cu(NO3)2 NaCl bị điện phân lúc dung dịch PT: Cu(NO3)2 + 2NaCl -(đpdd)-> Cu + 2NaNO3 + Cl2 a 2a a 2a a Số mol e trao đổi = 2a + Giai đoạn 2: Phụ thuộc vào giai đoạn xem chất hết,chất dư (nếu hết xuống giai đoạn 3) • Nếu Cu(NO3)2 dư b mol PT: Cu(NO3)2 + H2O -(đpdd)-> Cu + 2HNO3 + ½ O2 b b b 2b b/2 Số mol e trao đổi = 2b • Nếu NaCl cịn dư c mol PT: 2NaCl + 2H2O -(đpdd,có màng ngăn)-> 2NaOH + H2 + Cl2 c c c c/2 c/2 Số mol e trao đổi = c + Giai đoạn 3: Nước bị điện phân điện cực PT: 2H2O -(đp)-> 2H2 + O2 (số mol e trao đổi = 2.nH2O) 2) Ưu,nhược điểm cách giải ptpt • Ưu điểm: + Giúp hiểu rõ q trình điện phân + Có thể xử lý hàng loạt toán điện phân, đồ thị • Nhược điểm: + Cần phải nhớ ptpt với số mol e trao đổi nên khơng thích hợp thi trắc nghiệm bán phương trình chiếm ưu lớn (ptpt cồng kềnh) + Khó xử lý dạng chủ ý người đề ép người giải giải bán phương trình 3) Các ví dụ minh họa Điện phân dung dịch A gồm Cu(NO3)2 (3x mol) NaCl (x mol) (điện cực trơ,có màng ngăn) thời gian, thu dung dịch B khối lượng dung dịch giảm 4,55g Thêm 2,24g Fe vào B thu khí NO 0,64 gam chất rắn C Tính khối lượng chất tan A Lời giải (sử dụng phương trình phân tử): chất rắn C Cu (0,01 mol) => Cu(NO 3)2 chưa bị điện phân hết PT điện phân dung dịch A Cu(NO3)2 + 2NaCl -(đpdd)-> Cu + 2NaNO3 + Cl2 x/2 x x/2 x x/2 Cu(NO3)2 + H2O -(đpdd)-> Cu + 2HNO3 + ½ O2 a a a 2a a/2 Dung dịch B gồm: NaNO3 (x mol),HNO3 (2a mol) Cu(NO3)2 dư (5x/2 - a mol) Độ giảm khối lượng = mCu + mkhí = 64.x/2 + 71.x/2 + 64a + 32.a/2 Hay 4,55 = 135x/2 + 80a (1) Do có Cu => hết Fe3+ H+ BT N: nNO3- = nNaNO3 + nHNO3 + 2nCu(NO3)2 – nNO = x + 2a + 2(5x/2 - a) - nHNO3/4 = 6x – a/2 (mol) BT điện tích: 2nFe2+ + 2nCu2+ + nNa+ = nNO3- => 0,08 + 2(5x/2 - a – 0,01) = 5x – a/2 => a = 0,04,thay vào (1) ta x = 0,02 => mchất tan A = 188.0,06 + 58,5.0,02 = 12,45g Điện phân dung dịch A gồm Cu(NO3)2 NaCl (điện cực trơ,có màng ngăn) nước bắt đầu bị điện phân điện cực dừng lại Biết i) Khi số mol Cu(NO3)2 NaCl ban đầu A x y dung dịch sau điện phân hịa tan 0,72g Al, thu dung dịch B không chứa axit dư khơng có khí ii) Khi số mol NaCl Cu(NO3)2 ban đầu A x y dung dịch sau phản ứng hòa tan 0,032 mol Al, kết thúc phản ứng thu khí NH3 dung dịch X chứa chất tan Xác định x/y khối lượng chất tan X Lời giải (ghi tắt buồn ngủ ^^) Xét i) Dùng ptpt, xác định dung dịch sau điện phân gồm: NaNO3 (y mol) HNO3 (2x – y mol) nNH4+ = nHNO3/10 = (2x-y)/10 mol BT N: nNO3- = nNaNO3 + nHNO3 – nNH4+ = (18x+y)/10 mol BT điện tích: 3nAl3+ + nNa+ + nNH4+ = nNO3-, rút gọn ta 2x – y = 0,1 (1) Xét ii) Dung dịch sau điện phân gồm: NaNO3 (2y mol) NaOH (x – 2y mol) PTHH: 8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O -> 8NaAlO2 + 3NH3 Nếu NaOH bị dư => nNaNO3 = 0,012 = 2y => y = 0,006 => x = 0,053 => x/y = 53/6 mchất tan X = nNaAlO2 + nNaOH dư = 0,032.82 + (0,041 – 0,032.5/8).40 = 3,464g (0,032.5/8 số mol NaOH phản ứng) Nếu NaNO3 bị dư => nNaOH = 0,02 = x – 2y (2) (1),(2) => x = 0,06 => y = 0,02 => x/y = mchất tan X = nNaAlO2 + nNaNO3 dư = 0,032.82 + (0,04 – 0,032.3/8).85 = 5,004g (0,032.3/8 số mol NaNO3 phản ứng) Hi vọng qua lý thuyết đưa kèm ví dụ minh họa phần giúp bạn nắm thêm phương pháp việc giải toán điện phân Chúc bạn sớm tìm lại gốc hóa cho ^^ ... gam chất rắn C Tính khối lượng chất tan A Lời giải (sử dụng phương trình phân tử): chất rắn C Cu (0,01 mol) => Cu(NO 3)2 chưa bị điện phân hết PT điện phân dung dịch A Cu(NO3)2 + 2NaCl -(đpdd)->... dung dịch A gồm Cu(NO3)2 NaCl (điện cực trơ,có màng ngăn) nước bắt đầu bị điện phân điện cực dừng lại Biết i) Khi số mol Cu(NO3)2 NaCl ban đầu A x y dung dịch sau điện phân hịa tan 0,72g Al, thu...+ Cần phải nhớ ptpt với số mol e trao đổi nên khơng thích hợp thi trắc nghiệm bán phương trình chiếm ưu lớn (ptpt cồng kềnh) + Khó xử lý dạng chủ ý người đề ép người giải giải bán phương trình