phương pháp giải nhanh các bài tập điện phân

phương pháp giải nhanh các bài tập điện phân

GV : Nguyễn Vũ Minh LTĐH phần Điện Phân ĐT : 0914449230 ngvuminh249@yahoo.com 1 ĐIỆN PHÂN I NHẮC LẠI LÍ THUYẾT 1) Điện phân chất điện li nóng chảy: áp dụng đối với MCl n , M(OH) n và Al 2 O 3 (M là kim loại nhóm IA và IIA) 2) Điện phân dung dịch chất điện li trong nước: - Vai trò của nước: trước hết là dung môi hòa tan các chất điện phân, sau đó có thể tham gia trực tiếp vào quá trình điện phân: + Tại catot (cực âm) H 2 O bị khử: 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH – + Tại anot (cực dương) H 2 O bị oxi hóa: 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e - Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử M + , H + (axit), H 2 O theo quy tắc: + Các cation nhóm IA, IIA, Al 3+ không bị khử (khi đó H 2 O bị khử) + Các ion H + (axit) và cation kim loại khác bị khử theo thứ tự trong dãy thế điện cực chuẩn (ion có tính oxi hóa mạnh hơn bị khử trước): M n+ + ne → M + Các ion H + (axit) dễ bị khử hơn các ion H + (H 2 O) + Ví dụ khi điện phân dung dịch hỗn hợp chứa FeCl 3 , CuCl 2 và HCl thì thứ tự các ion bị khử là: Fe 3+ + 1e → Fe 2+ ; Cu 2+ + 2e → Cu ; 2H + + 2e → H 2 ; Fe 2+ + 2e → Fe - Tại anot (cực dương) xảy ra quá trình oxi hóa anion gốc axit, OH – (bazơ kiềm), H 2 O theo quy tắc: + Các anion gốc axit có oxi như NO 3 –, SO 4 2– , PO 4 3– , CO 3 2– , ClO 4 –…không bị oxi hóa + Các trường hợp khác bị oxi hóa theo thứ tự: S 2– > I – > Br – > Cl – > RCOO – > OH – > H 2 O 3) Định luật Faraday e 1A I.t m= . It hay n = 96500 n 96500 Trong đó: + m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam) + A: khối lượng mol của chất thu được ở điện cực + n e : số electron trao đổi ở điện cực + I: cường độ dòng điện (A) + t: thời gian điện phân (s) II – MỘT SỐ CƠ SỞ ĐỂ GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐIỆN PHÂN - Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào - m (dung dịch sau điện phân) = m (dung dịch trước điện phân) – (m kết tủa + m khí) - Độ giảm khối lượng của dung dịch: Δm = (m kết tủa + m khí) - Khi điện phân các dung dịch: + Hiđroxit của kim loại hoạt động hóa học mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH) 2 ,…) + Axit có oxi (HNO 3 , H 2 SO 4 , HClO 4 ,…) + Muối tạo bởi axit có oxi và bazơ kiềm (KNO 3 , Na 2 SO 4 ,…) → Thực tế là điện phân H 2 O để cho H 2 (ở catot) và O 2 (ở anot) - Khi điện phân dung dịch với anot là một kim loại không trơ (không phải Pt hay điện cực than chì) thì tại anot chỉ xảy ra quá trình oxi hóa điện cực - Có thể có các phản ứng phụ xảy ra giữa từng cặp: chất tạo thành ở điện cực, chất tan trong dung dịch, chất dùng làm điện cực. Ví dụ: + Điện phân nóng chảy Al 2 O 3 (có Na 3 AlF 6 ) với anot làm bằng than chì thì điện cực bị ăn mòn dần do chúng cháy trong oxi mới sinh GV : Nguyễn Vũ Minh LTĐH phần Điện Phân ĐT : 0914449230 ngvuminh249@yahoo.com 2 + Điện phân dung dịch NaCl không màng ngăn tạo ra nước Gia–ven và có khí H 2 thoát ra ở catot + Phản ứng giữa axit trong dung dịch với kim loại bám trên catot - Viết phản ứng (thu hoặc nhường electron) xảy ra ở các điện cực theo đúng thứ tự, không cần viết phương trình điện phân tổng quát - Viết phương trình điện phân tổng quát (như những phương trình hóa học thông thường) để tính toán khi cần thiết - Nếu đề bài cho I và t thì trước hết tính số mol electron trao đổi ở từng điện cực (n e ) theo công thức: e It n= 96500 (với F = 96500 khi t = giây và F = 26,8 khi t = giờ). Sau đó dựa vào thứ tự điện phân, so sánh tổng số mol electron nhường hoặc nhận với n e để biết mức độ điện phân xảy ra. Ví dụ để dự đoán xem cation kim loại có bị khử hết không hay nước có bị điện phân không và H 2 O có bị điện phân thì ở điện cực nào… - Nếu đề bài cho lượng khí thoát ra ở điện cực hoặc sự thay đổi về khối lượng dung dịch, khối lượng điện cực, pH,…thì dựa vào các bán phản ứng để tính số mol electron thu hoặc nhường ở mỗi điện cực rồi thay vào công thức (*) để tính I hoặc t - Nếu đề bài yêu cầu tính điên lượng cần cho quá trình điện phân thì áp dụng công thức: Q = I.t = n e .F - Có thể tính thời gian t’ cần điện phân hết một lượng ion mà đề bài đã cho rồi so sánh với thời gian t trong đề bài. Nếu t’ < t thì lượng ion đó đã bị điện phân hết còn nếu t’ > t thì lượng ion đó chưa bị điện phân hết - Khi điện phân các dung dịch trong các bình điện phân mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện và thời gian điện phân ở mỗi bình là như nhau → sự thu hoặc nhường electron ở các điện cực cùng tên phải như nhau và các chất sinh ra ở các điện cực cùng tên tỉ lệ mol với nhau - Trong nhiều trường hợp có thể dùng định luật bảo toàn mol electron (số mol electron thu được ở catot = số mol electron nhường ở anot) để giải cho nhanh. IV – BÀI TẬP Câu 1 : Dãy các kim loại đều có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối của chúng là: A. Fe, Cu, Ag. B. Mg, Zn, Cu. C. Al, Fe, Cr. D. Ba, Ag, Au. ( Trích “TSĐH A – 2009”) Câu 2 : Trong công nghiệp, natri hiđroxit được sản xuất bằng phương pháp: A. điện phân dung dịch NaCl, không có màng ngăn điện cực. B. điện phân dung dịch NaCl, có màng ngăn điện cực. C. điện phân dung dịch NaNO 3 , không có màn ngăn điện cực. D. điện phân NaCl nóng chảy. Câu 3 :Cho các ion: Na + , Al 3+ , Ca 2+ , Cl - , SO 4 2- , NO 3 - . Các ion không bị điện phân khi ở trạng thái dung dịch là: A. Na + , Al 3+ , SO 4 2- , NO 3 - . B. Na + , Al 3+ , SO 4 2- , Cl - . C. Na + , Al 3+ , Cl - , NO 3 - . D. Al 3+ , Cu 2+ , Cl - , NO 3 - . Câu 5 : Cho các dung dịch riêng biệt sau: KCl, NaCl, CaCl 2 , Na 2 SO 4 , ZnSO 4 , H 2 SO 4 , KNO 3 , AgNO 3 , NaOH. Dung dịch khi điện phân thực chất chỉ là điện phân nước đó là: A. NaOH, NaCl, ZnSO 4 , KNO 3 , AgNO 3 . B. NaOH, Na 2 SO 4 , H 2 SO 4 , KNO 3 , CaCl 2 . C. NaOH, Na 2 SO 4 , H 2 SO 4 , KNO 3 . D. Na 2 SO 4 , KNO 3 , KCl. Câu 6 : Khi điện phân dung dịch NaCl ( điện cực trơ, không có màng ngăn xốp) thì sản phẩm thu được gồm: A. H 2 , Cl 2 , NaOH. B. H 2 , Cl 2 , nước Javen. C. H 2 , nước Javen. D. H 2 ,Cl 2 , NaOH, nước Javen. Câu 7 : Cho các dung dịch: KCl, NaCl, CaCl 2 , Na 2 SO 4 , ZnSO 4 , H 2 SO 4 , KNO 3 , AgNO 3 , NaOH. Sau khi điện phân, các dung dịch cho môi trường bazơ là: A. KCl, KNO 3 , NaCl, Na 2 SO 4 . B. KCl, NaCl, CaCl 2 , NaOH. C. NaCl, CaCl 2 , NaOH, H 2 SO 4. D. NaCl, NaOH, ZnSO 4 , AgNO 3 . Câu 8 : Điện phân 200ml dung dịch CuSO 4 nồng độ x M (điện cực trơ). Sau một thời gian thì thấy khối lượng dung dịch giảm 8 gam và để làm kết tủa hết ion Cu 2+ còn dư trong dung dịch cần dùng 100ml dung dịch NaOH 0,5 M. Giá trị của x là: A. 0,5. B. 1,0. C. 1,5. D. Kết quả khác. Câu 9 : Điện phân 400ml dung dịch AgNO 3 0,2M và Cu(NO 3 ) 2 0,1M ( h= 100%, điện cực Pt) với cường độ dòng điện I = 10A. Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, khối lượng Cu thoát ra bám vào catot là 1,28 gam. GV : Nguyễn Vũ Minh LTĐH phần Điện Phân ĐT : 0914449230 ngvuminh249@yahoo.com 3 Giá trị của t là: A. 1158. B. 2316. C. 9650. D. 4825. Câu 10 : Điện phân dd muối MCl n với điện cực trơ. Khi ở catot thu được 16g kim loại M thì ở anot thu được 5,6 lít khí (đktc). Xác định M? A. Cu B. Zn C. Fe D. Ag Câu 11 : Điện phân 500ml dung dịch AgNO 3 với điện cực trơ cho đến khi catot bắt đầu có khí thoat ra thì ngừng. Để trung hòa dd sau điện phân cần 800ml dd NaOH 1M. Nồng độ mol AgNO 3 , và thời gian điện phân là bao nhiêu biết I=20A? A. 0,8M, 3860giây B. 1,6M, 3860giây C. 3,2M, 360giây D. 0,4M, 380giây Câu 12 : Điện phân 2 lít dung dịch CuSO 4 với điện cực trơ và dòng điện một chiều có cường độ I=10A cho đến khi catot bắt đầu có khí thoát ra thì ngừng thấy phải mất 32 phút 10 giây. Nồng độ mol CuSO 4 ban đầu và pH dung dịch sau phản ứng là bao nhiêu? ( Cu=64;Ag=108;S=32;N=14;O=16) A. [Ag(NO 3 )]=0,5M, pH=1 B. [Ag(NO 3 )]=0,05M, pH=10 C. [Ag(NO 3 )]=0,005M, pH=1 D. [Ag(NO 3 )]=0,05M, pH=1 Câu 13 : Khi điện phân muối A thì pH của dung dịch tăng lên .A là : A.NaCl B.NaNO 3 C.CuCl 2 D.ZnSO 4 Câu 14 : Đai học Cần Thơ -1999 Điện phân một dung dịch NaCl cho đến khi hết muối với dòng điện một chiều có cuờng độ là 1,61A .Thấy mất 60 phút .Tính khối lượng Cl 2 bay ra biết bình điện phân có màng ngăn A. 2,10 gam B. 2,11 gam C. 2,12 gam D. 2,13 gam Câu 15 : Đại học Quốc Gia HN -1997 Điện phân 200ml dung dịch CuSO 4 ,dùng 2 điện cực trơ và dòng điện một chiều cường độ là 1A .Kết thúc điện phân khi ở catot bắt đầu có khí thoát ra .Để trung hoà dung dịch sau điện phân cần vừa đủ 50ml dung dịch NaOH 0,2M .Biết hiệu suất phản ứng là 100% Tính thời gian điện phân và nồng độ của dung dịch CuSO 4 A.965s; 0,025M A.965s; 0,026M A.969s; 0,025M A.969s; 0,027M Câu 16 : Điện phân 183 gam dung dịch NiNO 3 50% cho đến khi thu được ở catot 14,75 gam thì dừng lại a. Tính thể tích khí thoát ra ở anot (2,8 lít ) b. Tính thời gian điện phân biết cường độ dòng điện là 25A (1930s) Câu 17 : Đại học Y Dược TPHCM -1995 Điện phân với điện cực pt 200ml dung dịch Cu(NO 3 ) 2 đến khi bắt đầu có bọt khí thoát ra ở catot thì ngừng điện phân .Để yên dung dịch một lúc cho đến khi khối lượng không đổi thấy khối lượng catot tăng 3,2 gam so với ban đầu .Tính nồng độ dung dịch Cu(NO 3 ) 2 trước điện phân. Câu 18 : Tiến hành điện phân với điện cực trơ có màng ngăn 500ml dung dịch NaCl 1M cho tới khi catot thoát ra 0,56 lít khí thì ngừng điện phân .Tính PH của dung dịch sau điện phân A. pH=7 B. pH=10 C.pH=12 D.pH=13 Câu 19 : Tiến hành điện phân với điện cực trơ màng ngăn xốp 500ml dung dịch NaCl 4M .Sau khi anot thoát ra 16,8 lít khí thì ngừng điện phân .Tính % NaCl bị điện phân A. 25% B.50% C.75% D.80% Câu 20 : Tiến hành điện phân 400 ml dung dịch CuCl 2 0,5M .Hỏi khi ở catot thoát ra 6,4 gam đồng thì ở anot thoát ra bao nhiêu lít khí (đktc) A.1,12 lít B.2,24 lít C.3,36 lít D.4,48 lít Câu 21 : Tiến hành điện phân 400 ml dung dịch CuSO 4 0,5M Hỏi khi ở catot thoát ra 6,4 gam đồng thì ở anot thoát ra bao nhiêu lít khí (đktc) A.1,12 lít B.2,24 lít C.3,36 lít D.4,48 lít Câu 22 : Tiến hành điện phân 400ml dung dịch CuSO 4 0,5M với cường độ dòng điện 1,34 A trong vòng 24 phút .Hiệu suất phản ứng là 100% .Khối lượng kim loại bám vào catot và thể tích khí thoát ra ở anot là A.0,64 gam Cu và 0,224 lít O 2 B.0,64 gam Cu và 0,112 lít O 2 C.0,32 gam Cu và 0,224 lít O 2 D.0,32 gam Cu và 0,224 lít khí O 2 Câu 23 : Nếu muốn điện phân hoàn toàn (dung dịch mất mầu xanh ) 400ml dung dịch CuSO 4 0,5M với cường độ dòng điện là I=1,34 A thì mất bao nhiêu thời gian (hiệu suất là 100%) A.6 giờ B.7giờ C.8 giờ D.9 giờ Câu 24 : Điện phân dung dịch muối CuSO 4 trong thời gian 1930 giây ,thu được 1,92 gam Cu ở catot .Cường độ dòng điện của quá trình điện phân là giá trị nào dưới đây GV : Nguyễn Vũ Minh LTĐH phần Điện Phân ĐT : 0914449230 ngvuminh249@yahoo.com 4 A.3A B.4,5A C.1,5A D.6A Câu 25 : Điện phân dung dịch Cu(NO 3 ) 2 với cường độ dòng điện 9,65 A đến khi bắt đầu có khí thoát ra ở catot thì ngừng điện phân .thời gian điện phân là 40 phút .Khối lượng Cu bám ở catot là A.7,68 gam B.8,67 gam C.6,40 gam D12,80 gam Câu 26 : Đại học khối A -2007 Điện phân dung dịch CuCl 2 với điện cực trơ ,sau một thời gian thu được 0,32 gam Cu ở catot và một lượng khí X ở anot .Hấp thụ hoàn toàn khí X vào 200ml dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường .Sau phản ứng nồng độ dung dịch NaOH còn lại 0,05M.Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là A.0,15M B. 0,2M C.0,1M D.0,05M Câu 27 : Tiến hành điện phân 400ml dung dịch Cu(NO 3 ) 2 0,1M với cường độ dòng điện 9,65 A trong vòng 1000 giây .Hiệu suất phản ứng là 100% khôí lượng kim loạ bàm vào catot và thể tích khí thoát ra ở anôt là bao nhiêu (các khí đo ở đktc ) A.3,2 gam Cu và 5,6 lít O 2 B.3,2 gam Cu và 0,448 lít O 2 C. 2,56 gam Cu và 0,448 lít O 2 D.2,56 gam Cu và 0,56 lít O 2 Câu 28 : Điện phân 200 ml dung dịch muối M(NO 3 ) 2 0,1M trong bình điện phân với điện cực trơ đến khi có khí thoát ra trên catốt thì ngừng điện phân thấy thu được 1,28g kim loại trên catốt. Khối lượng nguyên tử của kim loại M là : A.56 B. 64 C. 65 D. Tất cả đếu sai Câu 29 : Điện phân với điện cực trơ dung dịch muối clorua của một kim loại hoá trị (II) với cường độ dịng điện 3A. Sau 1930 giây, thấy khối lượng của catôt tăng 1,92 gam. Tìm kim loại đó ? A.Ni B.Zn C.Fe D.Cu Câu 30 : Điện phân dung dịch muối clorua của kim loại M với điện cực trơ, catod thu được 16 gam kim loại M, ở anod thu được 5,6 lít khí (đktc). Xác định kim loại M A.Ni B.Zn C.Fe D.Cu Câu 31 : Điện phân 21,09 gam muối clorua của kim loại nhóm IIA người ta thu được 4,256 lít khí (đktc). Tìm kim loạii đó ? A. Mg B.Ca C.Ba D.Sr Câu 32 : Điện phân bằng điện cực trơ dung dịch muối sunfat của kim loại M với cường độ 8A. sau 50 phút 45 giây điện phân thấy khối lượng catod tăng 8,05 gam. Kim loại đó là : A.Ni B.Zn C.Fe D.Cu Câu 33 : Điện phân 250ml dung dịch CuSO 4 với điện cực trơ, khi tatốt bắt đầu thoát khí thì dừng điện phân, khối lượng catốt tăng 4,8 gam. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO 4 ban đầu là : A. 0,3 M B. 0,35 M C. 0,15 M D. 0,45 M Câu 34 : Điện phân dung dịch bạc nitrat với dòng điện một chiều cường độ 3A. Hỏi sau khi thu được 6,04 gam bạc thì thời gian điện phân là bao nhiêu ? A. 30 phút B. 40 phút C. 35 phút D. 45 phút *Câu 35 : Điện phân 200 ml dung dịch AgNO 3 0,4 M và Cu(NO 3 ) 2 0,2 M với bình điện phân có anot trơ và cường độ dòng điện là 4 ampe. Sau 2895 giây, lấy catot ra cân lại thấy nặng thêm m gam. Giá trị của m là A. 8,81 gam. B. 5,64 gam. C. 9,92 gam. D. 7,89 gam. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… IV – MỘT SỐ VÍ DỤ MINH HỌA ( sưu tầm ) Ví dụ 1: Điện phân hòa toàn 2,22 gam muối clorua kim loại ở trạng thái nóng chảy thu được 448 ml khí (ở đktc) ở anot. Kim loại trong muối là: A. Na B. Ca C. K D. Mg Hướng dẫn: n Cl2 = 0,02 GV : Nguyễn Vũ Minh LTĐH phần Điện Phân ĐT : 0914449230 ngvuminh249@yahoo.com 5 Tại catot: M n+ + ne → M Theo đlbt khối lượng m M = m(muối) – m(Cl 2 ) = 2,22 – 0,02.71 = 0,8 gam Tại anot: 2Cl – → Cl 2 + 2e Theo đlbt mol electron ta có n M = 0, 04 n → M = 20.n → n = 2 và M là Ca (hoặc có thể viết phương trình điện phân MCl n dpnc ⎯ ⎯⎯→ M + n/2Cl 2 để tính) → đáp án B Ví dụ 2: Tiến hành điện phân (với điện cực Pt) 200 gam dung dịch NaOH 10 % đến khi dung dịch NaOH trong bình có nồng độ 25 % thì ngừng điện phân. Thể tích khí (ở đktc) thoát ra ở anot và catot lần lượt là: A. 149,3 lít và 74,7 lít B. 156,8 lít và 78,4 lít C. 78,4 lít và 156,8 lít D. 74,7 lít và 149,3 lít Hướng dẫn: mNaOH (trước điện phân) = 20 gam Điện phân dung dịch NaOH thực chất là điện phân nước: H 2 O → 1/2 O 2 (anot) + H 2 (catot) → NaOH không đổi → m (dung dịch sau điện phân) = 80 gam → m (H 2 O bị điện phân) = 200 – 80 = 120 gam → nH 2 O = 20/3 mol → = 74,7 lít và 2 O V 2 V H = 149,3 lít → đáp án D Ví dụ 3: Sau một thời gian điện phân 200 ml dung dịch CuSO 4 (d = 1,25 g/ml) với điện cực graphit (than chì) thấy khối lượng dung dịch giảm 8 gam. Để làm kết tủa hết ion Cu 2+ còn lại trong dung dịch sau điện phân cần dùng 100 ml dung dịch H 2 S 0,5 M. Nồng độ phần trăm của dung dịch CuSO 4 ban đầu là: A. 12,8 % B. 9,6 % C. 10,6 % D. 11,8 % Hướng dẫn: nH 2 S = 0,05 mol - Gọi x là số mol CuSO 4 tham gia quá trình điện phân: CuSO 4 + H 2 O → Cu + 1/2O 2 + H 2 SO 4 (1) → m (dung dịch giảm) = m Cu(catot) + m O 2 (anot) = 64x + 16x = 8 → x = 0,1 mol - CuSO 4 + H 2 S → CuS + H 2 SO 4 (2) → nH 2 S = nCuSO 4 = 0,05 mol - Từ (1) và (2) → nCuSO 4 (ban đầu) = 0,1 + 0,05 = 0,15 (mol) → C% → đáp án B Ví dụ 4: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO 4 0,2 M với cường độ dòng điện 9,65A. Tính khối lượng Cu bám vào catot khi thời gian điện phân t 1 = 200 s và t 2 = 500 s. Biết hiệu suất điện phân là 100 % A. 0,32 gam và 0,64 gam B. 0,64 gam và 1,28 gam C. 0,64 gam và 1,60 gam D. 0,64 gam và 1,32 gam Hướng dẫn: nCuSO 4 = 0,02 = nCu 2+ Thời gian cần thiết để điện phân hết Cu 2+ là t = 0,02.2.96500 400 9, 65 = s → t 1 < t < t 2 → Tại t 1 có 1/2 số mol Cu 2+ bị điện phân → m 1 = 0,01.64 = 0,64 gam và tại t 2 Cu 2+ đã bị điện phân hết → m 2 = 1,28 gam → đáp án B Ví dụ 5: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO 4 với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1A. Khi thấy ở catot bắt đầu có bọt khí thoát ra thì dừng điện phân. Để trung hòa dung dịch thu được sau khi điện phân cần dùng 100 ml dung dịch NaOH 0,1M. Thời gian điện phân và nồng độ mol của dung dịch CuSO 4 ban đầu là: A. 965 s và 0,025 M B. 1930 s và 0,05 M C. 965 s và 0,05 M D. 1930 s và 0,025 M ( gợi ý : Khi ở catot bắt đầu có bọt khí (H 2 ) thoát ra chứng tỏ CuSO 4 đã bị điện phân hết ) Ví dụ 6: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp AgNO 3 0,1 M và Cu(NO 3 ) 2 0,2 M với điện cực trơ và cường độ dòng điện bằng 5A. Sau 19 phút 18 giây dừng điện phân, lấy catot sấy khô thấy tăng m gam. Giá trị của m là: A. 5,16 gam B. 1,72 gam C. 2,58 gam D. 3,44 gam Hướng dẫn: nAg + = 0,02 mol ; nCu 2+ = 0,04 mol - Ta có n e = It 5.(19.60+18) = =0,06 F 96500 mol - Thứ tự các ion bị khử tại catot: Ag + + 1e → Ag (1) → sau (1) còn 0,06 – 0,02 = 0,04 mol electron GV : Nguyễn Vũ Minh LTĐH phần Điện Phân ĐT : 0914449230 ngvuminh249@yahoo.com 6 0,02 0,02 0,02 Cu 2+ + 2e → Cu (2) → sau (2) còn dư 0,02 mol Cu 2+ 0,02 0,04 0,02 m (catot tăng) = m (kim loại bám vào) = 0,02.(108 + 64) = 3,44 gam → đáp án D Ví dụ 7: Hòa tan 50 gam tinh thể CuSO 4 .5H 2 O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6 M thu được dung dịch X. Đem điện phân dung dịch X (các điện cực trơ) với cường độ dòng điện 1,34A trong 4 giờ. Khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí thoát ra ở anot (ở đktc) lần lượt là (Biết hiệu suất điện phân là 100 %): A. 6,4 gam và 1,792 lít B. 10,8 gam và 1,344 lít C. 6,4 gam và 2,016 lít D. 9,6 gam và 1,792 lít Hướng dẫn: nCuSO 4 .5H 2 O = nCuSO 4 = 0,2 mol ; nHCl = 0,12 mol - Ta có n e = It =0,2 F = mol - Thứ tự điện phân tại catot và anot là: Tại catot: Cu 2+ + 2e → Cu → Cu 2+ chưa bị điện phân hết → m (kim loại ở catot) = 0,1.64 = 6,4 gam 0,1 0,2 0,1 Tại anot: 2Cl – → Cl 2 + 2e → n e (do Cl – nhường) = 0,12 < 0,2 mol → tại anot Cl – đã bị điện phân hết và 0,12 0,06 0,12 đến nước bị điện phân → n e (do H 2 O nhường) = 0,2 – 0,12 = 0,08 mol 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e 0,02 0,08 V (khí thoát ra ở anot) = (0,06 + 0,02).22,4 = 1,792 lít → đáp án A Ví dụ 8: Có 200 ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 , để điện phân hết ion kim loại trong dung dịch cần dùng cường độ dòng điện 0,402A trong 4 giờ. Sau khi điện phân xong thấy có 3,44 gam kim loại bám ở catot. Nồng độ mol của Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 trong hỗn hợp đầu lần lượt là: A. 0,2 M và 0,1 M B. 0,1 M và 0,2 M C. 0,2 M và 0,2 M D. 0,1 M và 0,1 M Hướng dẫn: - Ta có e It 0,402.4 n = = =0,06 F 26,8 mol - Tại catot: Ag + + 1e → Ag Ta có hệ phương trình: x x (mol) Cu 2+ + 2e → Cu → C M Cu(NO 3 ) 2 = C M AgNO 3 = 0,1 M → đáp án D y y (mol) 20,06 0, 64 108 3,44 0,02 xy x xy y += = ⎧⎧ ↔ ⎨⎨ += = ⎩⎩ 02 Ví dụ 9: Hòa tan 4,5 gam tinh thể MSO 4 .5H 2 O vào nước được dung dịch X. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1,93A. Nếu thời gian điện phân là t (s) thì thu được kim loại M ở catot và 156,8 ml khí tại anot. Nếu thời gian điện phân là 2t (s) thì thu được 537,6 ml khí . Biết thể tích các khí đo ở đktc. Kim loại M và thời gian t lần lượt là: A. Ni và 1400 s B. Cu và 2800 s C. Ni và 2800 s D. Cu và 1400 s Hướng dẫn: Gọi n MSO4 = n M2+ = x mol