bài tập hóa học chuyên đề điện phân

bài tập hóa học chuyên đề điện phân

  Bồ Công Anh sưu tầm 1 ĐIỆN PHÂN A. KIẾN THỨC CƠ BẢN: 1. Định nghĩa sự điện phân: -    2. Phản ứng oxi hóa- khử xảy ra ở điện cực khi điện phân: a)    b)   Phản ứng oxi hóa - khử xảy ra ở điện cực là giai đoạn quan trọng nhất, cần xác định rõ ion nào ưu tiên nhận hoặc nhường electron và tạo ra sản phẩm gì? 3. Sự oxi hoá – khử trên bề mặt điện cực: a) Điện phân các chất nóng chảy ( muối, Al 2 O 3 …)   b) Điện phân dung dịch:     c) Thứ tự nhận electron: Ỏ cực âm có các ion H + (H 2 O) cation kim loại. Cation kim loại nhận electron theo thứ tự ưu tiên từ sau ra trước: Li + , K + ,Ba 2+ , Ca 2+ , Na + ,Mg 2+ , Al 3+ , H + (H 2 O), Mn 2+ , Zn 2+ ,Cr 3+ , Fe 2+ , Ni 2+ , Sn 2+ , Pb 2+ , H + (axit), Cu 2+ , Fe 3+ ,Hg + ,Ag + , Hg 2+ ,Pt 2+ ,Au 3+  n+ + ne  M; 2H + ( axit) + 2e  H 2  ; 2H 2 O + 2e  H 2  + 2OH - . Ở cực dương có các anion và nhường ectron theo thứ tự: Cl - > Br - > S 2- > CH 3 COO - > OH - > SO 4 2- .  2- - 2e  S; 2O 2- - 4e  O 2  ; 2Cl - - 2e  Cl 2  ; 2SO 4 2- - 2e  S 2 O 8 2- 2CH 3 COO - - 2e  CH 3  CH 3 + 2CO 2 ; 2OH -  2e  ½ O 2 + H 2 O; H 2 O - 2e  ½ O 2 + 2H + . 4. Hiện tƣợng dƣơng cực tan:     5. Tính lƣợng sản phẩm điện phân thu đƣợc: a) Tính khối lượng đơn chất:  n AIt 96500  A m = n It 96500 . b) Tính khối lượng hợp chất:   B. CÁC DẠNG TOÁN THƢỜNG GẶP: DẠNG 1: Viết phương trình điện phân, giải thích quá trình điện phân. Ví dụ 1: 2 O 3    Bồ Công Anh sưu tầm 2 Giải: Al 2 O 3   caot 0 2Al 3+ + 3O 2- . Catot: 2Al 3+ + 6e  2A; Anot: 3O 2- - 6e  3/2 O 2  2 O 3  đpnc 2Al + 3/2 O 2 .  2  CO; CO 2  Ví dụ 2:  Giải: NaOH   caot 0 Na + + OH - . Catot: Na + + 1e  Na; Anot: 2OH - - 2e  H 2 O + ½ O 2 .   đpnc 2Na + H 2 O  + ½ O 2  Ví dụ 3:  4  Giải: CuSO 4  Cu 2+ + SO 4 2- ; H 2 O  H + + OH - . Catot: Cu 2+ , H + (H 2 O). Cu 2+ + 2e  Cu; Anot: SO 4 2- , OH - ( H 2 O). H 2 O  2e  ½ O 2 + 2H + ; Cu + ½ O 2  CuO; CuO + H 2 SO 4  CuSO 4 + H 2 O. Xảy ra hiện tượng dương cực tan. Ví dụ 4:  4 v Giải: NiSO 4  Ni 2+ + SO 4 2- ; H 2 O  H + + OH - . Catot: Ni 2+ , H + (H 2 O). Ni 2+ + 2e  Ni. Anot: SO 4 2- , OH - ( H 2 O). H 2 O  2e  ½ O 2 + 2H + ; NiSO 4 + H 2 O  Ni + ½ O 2 + H 2 SO 4 . Ví dụ 5:  4 . a)  b)  2 O 3 . Giải: a) NaCl  Na + + Cl - ; CuSO 4  Cu 2+ + SO 4 2- ; H 2 O  H + + OH - . Catot: Cu 2+ , H + (H 2 O), Na + . Anot: Cl - , SO 4 2- , OH - ( H 2 O) Cu 2+ + 2e  Cu 2Cl - - 2e  Cl 2 P 4   đpdd Cu + Na 2 SO 4 + Cl 2  .  2 O 3   4  CuSO 4 + H 2 O   đpdd Cu + H 2 SO 4 + ½ O 2 Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4  Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O  2NaCl + 2H 2 O   đpdd 2NaOH + Cl 2  + H 2  Al 2 O 3 + NaOH  2NaAlO 2 + H 2 O. DẠNG 2: Tính khối lượng kim loại và thể tích các chất khí thoát ra ở điện cực. Ví dụ 6:  4    A. 6,4 gam. B. 3,2 gam. C. 9,6 gam. D. 12,8 gam. Giải:  4 + H 2 O   đpdd Cu + H 2 SO 4 + ½ O 2 (1). Sau khi CuSO 4  2   H + + 2e  H 2  .   2 O  2e  ½ O 2  + 2H +   Bồ Công Anh sưu tầm 3 H 2 O  đp H 2  + ½ O 2  (2). Theo bài ra: n(H 2 t) = 1,12/22,4 = 0,05 (mol)  n(O 2  n Cu ( catot) = 2 n( O 2  0,025) = 0,05 mol.  Cu (catot) = 0,05.64 = 3,2 gam. Chọn đáp án B. DẠNG 3: Tính khối lượng các chất điện phân. Ví dụ 7:  2 0,1M và NaCl 0,5M   A. 4,05. B. 2,70. C. 1,35. D. 5,40. ( Trích “TSĐH B – 2009”) Giải: n(CuCl 2 ) = 0,05 (mol); n(NaCl) = 0,25 (mol).  4   đpdd Cu + Na 2 SO 4 + Cl 2  (1). Mol: 0,1  0,05  0,05  1 = 96500.2.0,05/ 5 = 1930 giây.  2NaCl + 2H 2 O   đpdd 2NaOH + Cl 2  + H 2  (2) Al + H 2 O + NaOH  NaAlO 2 + 3/2 H 2  . (3)  2 = 3860  1930 = 1930 giây  n NaOH (2) =2n H2 = 96500 1930.5 = 0,1 mol  Chọn đáp án B. Ví dụ 8:  2 O 3  catot và 67,2 m 3   A. 108,0. B. 75,6. C. 54,0. D. 67,5. ( Trích “TSĐH B – 2009”) Giải: Al 2 O 3   caot 0 2Al 3+ + 3O 2- . Catot: 2Al 3+ + 6e  2A; Anot: 3O 2- - 6e  3/2 O 2  2 O 3  đpnc 2Al + 3/2 O 2 (1).  2  CO; CO 2    2 ,O 2  CO 2 + Ca(OH) 2  CaCO 3  + H 2 O (3)  n CO2 (3) = n CaCO3 =2/100 = 0,02 (mol)  n CO = 0,06 (mol); n O2 = 0,02 (mol) .  CO2 =n O2  CO = 1800mol  n O2 (1) = 600+600+ 900 = 2100 (mol)  n Al = 4/3.2100 = 2800 (mol).  Chọn đáp án B. DẠNG 4: Tính khối lượng dung dịch và nồng độ dung dịch các chất sau điện phân. Ví dụ 9:     Giải:  2 O   đpdd 2NaOH + Cl 2  + H 2  (1)   Bồ Công Anh sưu tầm 4 H 2 O   đpddNaOH H 2  + ½ O 2  (2)  Cl2 = n H2 = ½ n NaCl = 0,1 mol.  Cl2 = n H2 = 0,05 (mol)< 0,1 (mol)     0,05(71+2) = 226,35 (gam).  Ví dụ 10:    Giải:   M (NaOH) = 0,2/ 0,2 = 1(M). C. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM TỰ GIẢI: Câu 1:  chúng là: ( Trích “TSĐH A – 2009”) A. Fe, Cu, Ag. B. Mg, Zn, Cu. C. Al, Fe, Cr. D. Ba, Ag, Au. Câu 2:  4   A. 2b = a. B. b < 2a. C. b = 2a. D. b > 2a. Câu 3:   A.  B.  C.  3  D.  Câu 4: Cho các ion: Na + , Al 3+ , Ca 2+ , Cl - , SO 4 2- , NO 3 - . Các ion không   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:  2+ , Fe 3+ , Cu 2+  A. Fe 2+ , Cu 2+ , Fe 3+ . B. Fe 3+ , Cu 2+ , Fe 2+ . C. Fe 3+ , Fe 2+ , Cu 2+ . D. Fe 2+ , Fe 3+ ,Cu 2+ . Câu 6:  2- , SO 2- . T  A. S 2- , OH - , SO 4 2- . B. S 2- , SO 4 2- , OH - . C. OH - , S 2- , SO 4 2- . D. OH - , SO 2- , S 2- . Câu 7:  2 , Na 2 SO 4 , ZnSO 4 , H 2 SO 4 , KNO 3 , AgNO 3 ,  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 8:   A. H 2 , Cl 2 , NaOH. B. H 2 , Cl 2  C. H 2  D. H 2 ,Cl 2  Câu 9:  2 , Na 2 SO 4 , ZnSO 4 , H 2 SO 4 , KNO 3 , AgNO 3 , NaOH. Sau khi  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 .   Bồ Công Anh sưu tầm 5 Câu 10: không  A.  B. ectron. C.   D.  Câu 11:  4   2+   A. 0,5. B. 1,0. C. 1,5. D.  Câu 12:  2 SO 4   A. 2. B. 8. C. 10. D. 12. Câu 13:  3 0,2M và Cu(NO 3 ) 2     A. 1158. B. 2316. C. 9650. D. 4825. Câu 14:   phân là: A. 20. B. 25. C. 16. D.  Câu 15:  3 0,1M và Cu(NO 3 ) 2   +  n là: A. 0,2M. B. 0,3M. C. 0,1M. D. 0,17M. D. PIN ĐIỆN VÀ ĐIỆN PHÂN TRONG ĐỀ ĐH & CĐ LÝ THUYẾT Câu 1:   A. Na, Ca, Al B. Na, Ca, Zn C. Na, Cu, Al D. Fe, Ca, Al Câu 2: - A.  2+ + 2e. B.  2+ + 2e. C. Zn 2+  D. Cu 2+  Câu 3: .  A. 4. B. 1. C. 2. D. 3. Câu 4:  A.   B.  C.  D.  Câu 5:  -  3 ; -  4 ;   Bồ Công Anh sưu tầm 6 -  3 ; -   A. 1. B. 2. C. 4. D. 3. Câu 6:  o  o (Cu-X) = 0,46V; E o (Y-Cu) = 1,1V; E o (Z-Cu) =  A. Z, Y, Cu, X. B. X, Cu, Z, Y. C. Y, Z, Cu, X. D. X, Cu, Y, Z. ĐH VÀ CĐ NĂM 2008 Câu 7:  4  4 + Cu.  A.  2+  B.  2+  2+ . C.  D.  2+ . Câu 8:  A. Al và Mg. B. Na và Fe. C. Cu và Ag. D. Mg và Zn. Câu 9: -  Cu là: Fe + Cu 2+  2+ + Cu ; E 0 (Fe 2+ /Fe) =  0,44 V, E 0 (Cu 2+  - Cu là A. 1,66 V. B. 0,10 V. C. 0,78 V. D. 0,92 V. Câu 10:  A.  B.  C.  D.  Câu 11: n Pb 2+   A.  B.  C. n hoá. D.  Câu 12:  -  3 ; -  4 ; -  3 ; -   A. 1. B. 2. C. 4. D. 3. Câu 13:  3 ) 2 và AgNO 3   A. Fe, Cu, Ag. B. Al, Cu, Ag. C. Al, Fe, Cu. D. Al, Fe, Ag. Câu 14: -Fe (I); Zn Fe (II); Fe-C (III); Sn-  A. I, II và III. B. I, II và IV. C. I, III và IV. D. II, III và IV. ĐH VÀ CĐ NĂM 2009 - 2010 Câu 15:  3   X là A. Fe(NO 3 ) 2 và AgNO 3 . B. AgNO 3 và Zn(NO 3 ) 2 . C. Zn(NO 3 ) 2 và Fe(NO 3 ) 2 . D. Fe(NO 3 ) 3 và Zn(NO 3 ) 2 .   Bồ Công Anh sưu tầm 7 Câu 16:  là: A. Ba, Ag, Au. B. Fe, Cu, Ag. C. Al, Fe, Cr. D. Mg, Zn, Cu. Câu 17: 4      : CuSO 4 , ZnCl 2 , FeCl 3 , AgNO 3 .  Ni.               A. 1 B. 4 C. 3 D. 2 Câu 18:  2   - A.  B.  C.  D.  - . Câu 19:  4   A. khí Cl 2 và O 2 . B. khí H 2 và O 2 . C.  2 . D. khí Cl 2 và H 2 . Câu 20:                    -         (    2+ /Zn ; Fe 2+ /Fe; Cu 2+ /Cu; Fe 3+ /Fe 2+ ; Ag + /Ag        2+     A. Zn, Cu 2+ B. Ag, Fe 3+ C. Ag, Cu 2+ D. Zn, Ag + Câu 21:  4    A. 56,37% B. 37,58% C. 64,42% D. 43,62% Câu 22:  4  4   A.  2 O +2e  2OH  +H 2 B.  2 O  O 2 + 4H + +4e C.  Cu 2+ +2e D.  2+ + 2e  Cu Câu 23:  thì: A.  +  - . B.  2  - . C.  2  - . D.  +  - . Câu 24:  Cu thì A. khng cn c B. n ca ion Cu 2+ trong dung d C. n ca ion Zn 2+ trong dung d D. khng cn cc Cu gim. Câu 25: -  E o 2 M M  = -2,37; E o 2 X X  = -0,76; E 0 2 Y Y  = -0,13; E 0 2 Z Z  = +0,34 Phn y ra? A. X + Z 2+  X 2+ + Z B. X + M 2+  X 2+ + M C. Z + Y 2+  Z 2+ + Y D. Z + M 2+  Z 2+ + M   Bồ Công Anh sưu tầm 8 BÀI TẬP Câu 26:  -  1 NO 3 ) 2 1M; -  2  3 0,1M.   1  2 là A. V 1 = V 2 . B. V 1 = 10V 2 . C. V 1 = 5V 2 . D. V 1 = 2V 2 . Câu 27:  2 và CuCl 2   ong X là A. 13,1 gam. B. 17,0 gam. C. 19,5 gam. D. 14,1 gam Câu 28:  2+ và 1 mol Ag +    A. 1,5 B. 1,8 C. 2,0 D. 1,2 Câu 29: -Cu là 1,1 V; Cu-  0 / 0,8 Ag Ag EV    2 0 /Zn Zn E  và 2 0 /Cu Cu E   A. +1,56 V và +0,64 V B.  1,46 V và  0,34 V C.  0,76 V và + 0,34 V D.  1,56 V và +0,64 V Câu 30:  2    A. 4,05 B. 2,70 C. 1,35 D. 5,40 Câu 31:  2 O 3   và 67,2 m 3   A. 54,0 B. 75,6 C. 67,5 D. 108,0 Câu 32:  0 0 0 3 2 2 Al /Al Zn /Zn Pb /Pb E 1,66V;E 0,76V;E 0,13V          ; 0 2 Cu /Cu E 0,34V    Câu 33:  3 ) 2 0,2M và AgNO 3 0,2  A. 2,16 gam B. 0,84 gam C. 1,72 gam D. 1,40 gam Câu 34:  0 0 0 3 2 2 Al /Al Zn /Zn Pb /Pb E 1,66V;E 0,76V;E 0,13V          ; 0 2 Cu /Cu E 0,34V    A. Pin Zn - Pb B. Pin Pb - Cu C. Pin Al - Zn D. Pin Zn - Cu Câu 35: Cho 19,3                   1 : 2 0,2 mol Fe 2 (SO 4 ) 3 .             ,     .  A. 6,40 B. 16,53 C. 12,00 D. 12,80   Bồ Công Anh sưu tầm 9 Câu 36:    (       ) 200    4   ol/l,                 ,  8     . Cho 16,8g     ,             ,   12,4  .  A. 2,25 B. 1,5 C. 1,25 D. 3,25 Câu 37:  2 o Mg /Mg E  = 2,37V; 2 o Zn /Zn E  = 0,76V; 2 o Pb /Pb E  = 0,13V; 2 o Cu /Cu E  = +0,34V.  oxi hóa- A. Pb 2+ /Pb và Cu 2+ /Cu B. Zn 2+ /Zn và Pb 2+ /Pb C. Zn 2+ /Zn và Cu 2+ /Cu D. Mg 2+ /Mg và Zn 2+ /Zn Câu 38:  2FeBr 2 + Br 2  3 2NaBr + Cl 2  2  A.  -  - . B.  2  2 . C.  -  2+ . D.  2  3+ . ĐH VÀ CĐ NĂM 2011 Câu 39:  4      A. 4,480. B. 3,920. C. 1,680. D. 4,788. Câu 40:  3 ) 2    A. KNO 3 và KOH. B. KNO 3 , KCl và KOH. C. KNO 3 và Cu(NO 3 ) 2 . D. KNO 3 , HNO 3 và Cu(NO 3 ) 2 . Câu 41:  4   2 SO 4    A. 58,52% B. 51,85% C. 48,15% D. 41,48% Câu 42:  3    A. 3,84 B. 6,40 C. 5,12 D. 5,76 Câu 43:  4   A. 3,36 lít B. 1,12 lít C. 0,56 lít D. 2,24 lít