VietJack com Facebook Học Cùng VietJack Học trực tuyến khoahoc vietjack com Youtube VietJack TV Official BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN CƠ BẢN A Định hướng tư duy Bài toán điện phân thực chất cũng giống như những[.]
VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN CƠ BẢN A Định hướng tư Bài toán điện phân thực chất giống q trình oxi hóa khử mà xét Tuy nhiên, khác biệt có tham gia dịng điện chiều Dưới xin giới thiệu kỹ thuật giải toán điện phân dung dịch Để làm tốt dạng toán bạn cần ý số vấn đề sau: Tại cực (-) catôt Các ion dương bị hút phía catơt Thứ tự điện phân là: Ag+ Fe3+ Cu 2+ H+ Ni2+ Fe2+ H2O Các ion kim loại từ Al3+ trước ( Al3+ , Mg 2+ , Na + ,Ca 2+ , ) không bị điện phân Phương trình điện phân H 2O + 2e → 2OH − + H Tại cực (+) anơt Các ion âm bị hút phía anơt Thứ tự điện phân là: Kim loai I− Br − Cl− H2O Các ion SO 24− , NO3− , F− không bị điện phân dung dịch Phương trình điện phân H2O: 2H2O − 4e → 4H+ + O2 Chú ý : Nếu anôt làm kim loại (Cu) anơt bị tan (bị điện phân) Khi giải toán tư chặn đầu cách hỏi xem: + Dung dịch sau điện phân cịn ? + Ở hai cực xảy phản ứng gì? + Khối lượng thay đổi đâu ? + Số mol ne có tính theo cơng thức n e = It It = ? F 96500 + Cần ý sau điện phân có H+ NO3− 4H+ + NO3− + 3e → NO + 2H2O Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack + Cần cẩn thận với toán có di chuyển ion cực + Cuối áp dụng định luật bảo toàn B Ví dụ minh họa Câu 1: Điện phân Al2O3 nóng chảy, dư với dịng điện có I = 19,3A; thời gian 20 Khối lượng nhôm thu là: A 129,6 g B 162,0 g C 324,0 g D 108,0 g Định hướng tư giải: Ta có: 19,3.20.3600 = 14, 96500 Al3+ + 3e → Al ne = 14, 14, / mol ⎯⎯ → m Al = 14, 27 = 129, Câu 2: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ dòng điện chiều I = 9,65 A Khi thể tích khí hai điện cực 1,12 lít (đktc) dừng điện phân Khối lượng kim loại sinh catot thời gian điện phân là: A 3,2 gam 2000 giây B 2,2 gam 800 giây C 6,4 gam 3600 giây D 5,4 gam 800 giây Định hướng tư giải: Để có khí hai điện cực bên catot phải xảy trình điện phân H2O Cần nhớ số mol e hai điện cực Số mol khí cực : nH2 = n O2 = 1,12:22,4 =0,05 mol Cu : a Catot H : 0, 05 Ta có: It BTE → n e = = 4.0, 05 = 0, O2 : 0, 05 ⎯⎯⎯ F Vì số mol electron trao đổi cực nên BT electron : Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack m = 0, 05.64 = 3, 2gam BTE ⎯⎯⎯ → 2a + 0,1 = 0, ⎯⎯ → a = 0, 05 ⎯⎯ → Cu t = 2000 Câu 3: Điện phân 200 ml dung dịch X chứa FeCl3 0,1M CuSO4 0,15M với dòng điện chiều cường độ dòng điện I = 2A 4825 giây (điện cực trơ, hiệu suất 100%) thu dung dịch Y có khối lượng X m gam Giá trị m là? A 4,39 B 4,93 C 2,47 D Đáp án khác Định hướng tư giải: Cần ý điện phân Anot có sinh H+ thứ tự điện phân bên catot Fe3+ Cu 2+ H + (trong tình Fe3+ không bị điện phân) Cl2 : 0, 03 It → Anot O : 0, 01 Ta có: n e = = 0,1 ⎯⎯ F + + (2H 2O − 4e → 4H + O ) → H = 4n O2 = 0, 04 Ở catot 1e Fe3+ ⎯⎯ → Fe2+ : 0, 02 BTE ⎯⎯ → 2+ 2e ⎯⎯⎯ → n e(anot ) = n e(catot ) = 0,1mol Cu ⎯⎯→ Cu : 0, 03 → 0,1 = 0, 02 + 0, 03.2 + 2n H2 → n H2 = 0, 01 ⎯⎯ → m = m Cl2 + m O2 + m H2 + m Cu = 4,39gam C BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Sau thời gian điện phân 100ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ, khối lượng dung dịch giảm gam Để làm kết tủa hết ion Cu2+ lại dung dịch sau điện phân cần dùng 50 ml dung dịch H2S 0,5M Nồng độ mol/l dung dịch CuSO4 trước lúc điện phân A 0,375M B 0,420M C 0,735M D 0,750M Định hướng tư giải Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack n H2S = 0, 025 ⎯⎯ → n CuS = n du = n H2S = 0, 025 Cu 2+ ⎯⎯ → ⎯⎯ → Cu 2+ : 0, 075 Cu : a 64a + 32b = ⎯⎯ → ⎯⎯ → a = 0, 05 m = 4g → 2a = 4b O : b Câu 2: Điện phân 400ml dung dịch hỗn hợp CuSO4 1M NaCl 1M thời gian đến catôt thu 4,48 lít khí dùng điện phân Thể tích khí thu anôt (các đo đktc): A 11,2 lít B 8,96 lít C 6,72 lít D 5,6 lít Định hướng tư giải Cu 2+ : 0, Cl2 : 0, ⎯⎯ → n e = 1, ⎯⎯ → anot ⎯⎯ → V = 8,96 n catot = n H2 = 0, 1, − 0, O : = 0, − 2 Cl : 0, Câu 3: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ dòng điện chiều I = 9,65 A Khi thể tích khí hai điện cực 1,12 lít (đktc) dừng điện phân Khối lượng kim loại sinh catot thời gian điện phân là: A 3,2 gam 2000 giây B 2,2 gam 800 giây C 6,4 gam 3600 giây D 5,4 gam 800 giây Định hướng tư giải Cu : a m = 3, BTE ⎯⎯⎯ → 2a + 0,1 = 0, ⎯⎯ → a = 0, 05 ⎯⎯ → Cu H : 0, 05 t = 2000 It BTE O : 0, 05 ⎯⎯⎯ → n e = = 4.0, 05 = 0, F Câu 4: Điện phân 200 ml dung dịch X chứa Cu(NO3)2 AgNO3 với cường độ dịng điện 0,804A đến bọt khí bắt đầu catot giờ, khối lượng catot tăng thêm 4,2 gam Nồng độ mol Cu(NO3)2 dung dịch X Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack A 0,1M B 0,075M C 0,05M D 0,15M Định hướng tư giải 64a + 108b = 4, 2+ a = 0, 015 Cu : a BTE ⎯⎯ → + ⎯⎯⎯ → ⎯⎯ → ⎯⎯ → Cu ( NO3 )2 = 0, 075 ( M ) 0,804.2.60.60 2a + b = = 0, 06 b = 0, 03 Ag : b 96500 Câu 5: Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO4 nồng độ x mol/l, sau thời gian thu dung dịch Y cịn màu xanh, có khối lượng giảm gam so với dung dịch ban đầu Cho 16,8 gam bột Fe vào Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 12,4 gam kim loại Giá trị x A 2,25 B 1,5 C 1,25 D 3,25 Định hướng tư giải Cu : a 64a + 32b = ⎯⎯ →8 ⎯⎯ → ⎯⎯ → a = 0,1 2a = 4b O : b BTKL ⎯⎯⎯ → 0, 2x.64 + 16,8 = 12, + 0,1.64 + 0, 2x.56 ⎯⎯ → x = 1, 25 Câu 6: Điện phân với điện cực trơ 500ml dung dịch CuSO2 aM đến thu 1,12 lít khí (đktc) anốt dừng lại Ngâm sắt dư vào dung dịch sau điện phân đến phản ứng hoàn toàn thấy khối lượng sắt tăng 0,8 g Tính a dung dịch CuSO4 ban đầu : A 0,2M B 0,4M C 1,9M D 1,8M Định hướng tư giải n H+ = 0, BTE n anot = 0, 05 = n O2 ⎯⎯⎯ → n e = 0, ⎯⎯ → dien phan = 0,1 n Cu BTKL n Fe = n SO2− = 0,5a ⎯⎯⎯ → 64 ( 0,5a − 0,1) = 0,5a.56 = 0,8 ⎯⎯ → a = 1,8 Câu 7: Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, hiệu suất 100%) dung dịch X chứa 0,02 mol CuCl2; 0,02 mol CuSO4 0,005 mol H2SO4 thời gian 32 phút 10 Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack giây với cường độ dịng điện khơng đổi 2,5 ampe thu 200 ml dung dịch Y Giá trị pH dung dịch Y A 1,78 B 1,00 C 0,70 D 1,08 Định hướng tư giải − It 2,5.1930 Cl − 1e = Cl ne = = = 0, 05 2H O − 4e = 4H + + O ⎯⎯ → H + = 0, 02 ⎯⎯ → H + = 0,1 ⎯⎯ → PH = F 96500 0,01 0,01 Câu 8: Tiến hành điện phân 200 ml dung dịch X gồm HCl 0,60M CuSO4 1M với điện cực trơ, cường độ dòng điện chiều không đổi 1,34A, Số gam kim loại bám vào catot số lít khí (ở đktc) anot A 3,20 0,896 B 6,40 0,896 C 6,40 1,792 D 3,20 1,792 Định hướng tư giải Cu + 2e ⎯⎯ → Cu − Cl2 : 0, 06 It n e = = 0, ⎯⎯ → 2Cl − 2e ⎯⎯ → Cl2 ⎯⎯ → n ⎯⎯ →C O : 0, 02 F → 4H + + O 2H 2O − 4e ⎯⎯ Câu 9: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp AgNO3 0,1 M Cu(NO3)2 0,2 M với điện cực trơ cường độ dòng điện 5A Sau 19 phút 18 giây dùng điện phân, lấy catot sấy khô thấy tăng m gam Giá trị m là: A 5,16 gam B 1,72 gam C 2,58 gam D 3,44 gam Định hướng tư giải n Ag+ = 0, 02 ⎯⎯ → m = 0, 02.108 + 0, 02.64 = 3, 44 n Cu 2+ = 0, 04 n e = It = 5.1158 = 0, 06 F 96500 Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack Câu 10: Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ, sau thời gian thu 0,32 gam Cu catot lượng khí X anot Hấp thụ hồn tồn lượng khí X vào 200ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thường) Sau phản ứng, nồng độ NaOH lại 0,05 M (giả thiết thể tích dung dịch khơng thay đổi) Nồng độ ban đầu dung dịch NaOH là: A 0,15M B 0,2M C 0,1M D 0,05M Định hướng tư giải NaCl : 0, 005 0, 01 n Cu = 0, 005 ⎯⎯ → n Cl2 = 0, 005 ⎯⎯ → ⎯⎯ → NaOH ban dau = 0, 05 + = 0,1M 0, NaClO : 0, 005 Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official