- Định luật Faraday: Khối lượng sản phẩm thu được sau một thời gian điện phân t được tính như sau: m= 96500 1 n A I.t - m: Khối lượng đơn chất X thu được ở điện cực - A: Khối lượng mol
Trang 1A Toán điện phân:
Điện phân là một qúa trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua.
- Catot(cực âm): nhận các ion dương chạy về và tại đây xảy ra qúa trình khử, ion nào có tính oxi
hóa mạnh hơn sẽ bị khử trước và thứ tự ưu tiên như sau:
+ Nếu các ion kim loại bị khử: M n+ + ne → M
+ Nếu ion H + của acid bị khử : 2H+ + 2e → H 2
+ Nếu ion H + của H 2 O bị khử : 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH
Anot(cực dương): nhận các ion âm chạy về và tại đây xảy ra qúa trình oxi hóa, thứ tự oxi hóa
như sau(các ion âm của gốc acid có chứa oxi xem như không tham gia phản ứng điện phân Ví
dụ : NO 3-, SO 42-…)
+ Nếu các ion (halogen Cl - , Br - …) bị oxi hóa: 2X - - 2e → X 2
+ Nếu ion OH - của bazơ bị oxi hóa: 4OH- - 4e → O 2 + 2H 2 O
+ Nếu ion OH - của H 2 O bị oxi hóa: 2H 2 O – 4e → O 2 + 4H +
- Điện phân nóng chảy: Dùng điều chế các kim loại hoạt động mạnh (thường đpnc muối halogen
hoặc bazơ của kim loại tương ứng (kim loại kiềm và kiềm thổ), dd đem đpnc phải cô cạn).
- Điện phân dung dịch: Điều chế các kim loại hoạt động trung bình và yếu (có sự tham gia của
nước).
- Định luật Faraday: Khối lượng sản phẩm thu được sau một thời gian điện phân t được tính như
sau:
m=
96500
1
n
A
I.t
- m: Khối lượng đơn chất X thu được ở điện cực
- A: Khối lượng mol nguyên tử của X
- n: Số electron mà cation hoặc anion trao đổi.(có thể lấy hóa trị)
- I: Cường độ dòng điện (A)
- t: thời gian điện phân (giây)
- Điện phân dung dịch một muối cho đến khi catot bắt đầu có khí thoát ra thì ngừng nghĩa là tiến hành điện phân dung dịch muối cho đến hoàn toàn thì chấm dứt điện phân.
(Muốn làm tốt bài toán điện phân cần nắm vững phần lí thuyết trên)
Câu 1: Điện phân dung dịch CuCl2 với điện trơ, sau một thời gian thu dược 0,32gam Cu ở catot và một lượng khí X ở anot Hấp thụ hoàn toàn lượng khí X trên vào 200 ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thường) Sau phản ứng nồng độ NaOH còn lại là 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi) Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là?(Cu=64)
(Trích ĐTTS Đại học khối A năm 2007) Câu 2: Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl (với điện cực trơ có màng ngăn xốp) Để dung dịch sau điện phân làm dung dịch phenolphtalein chuyển sang màu hồng thì điều kiện của a và b là(biết ion SO42- không bị điện phân trong dung dịch)?
A b>2a B b=2a C b<2a D 2b=a
(Trích ĐTTS Đại học khối B năm 2007) Câu 3: Điện phân dd muối MCln 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?
Câu 4: Điện phân 500ml dung dịch AgNO3 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 AgNO3, và thời gian điện phân là bao nhiêu biết I=20A?
Trang 2A 0,8M, 3860giây B 1,6M, 3860giây C 3,2M, 360giây D 0,4M, 380giây
Câu 5: Điện phân 2 lít dung dịch CuSO4 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
(Cu=64;Ag=108;S=32;N=14;O=16)
Câu 6: Điện phân có màng ngăn điện cực trơ 100ml dd MgCl2 0,15M với cường độ dòng điện 0,1A trong 9650 giây Tính nồng độ mol các ion trong dung dịch sau điện phân biết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể
BÀI TẬP THAM KHẢO THÊM
Câu 7: Điện phân có màng ngăn 150 ml dd BaCl2 Khí thoát ra ở anot có thể tích là 112 ml (đktc) Dung dịch còn lại trong bình điện phân sau khi được trung hòa bằng HNO3 đã phản
(Ag=108;N=14;O=16)
Câu 8: Điện phân 200 ml dung dịch muối nitrat kim loại M hóa trị I điện cực trơ cho đến khi
bề mặt catot xuất hiện bọt khí thì ngừng điện phân Để trung hòa dung dịch sau điện phân phải cần 250 ml dd NaOH 0,8M Nếu ngâm 1 thanh Zn có khối lượng 50 g vào 200 ml dung dịch muối nitrat trên, phản ứng xong khối lượng lá Zn tăng thêm 30,2% so với khối lượng ban đầu Tính nồng độ mol muối nitrat và kim loại M?
A [MNO 3 ]=1M, Ag B [MNO3]=0,1M, Ag
Câu 9: Điện phân dung dịch AgNO3 trong thời gian 15 phút, thu được 0,432 g Ag ở catot Sau đó để làm kết tủa hết ion Ag+ còn lại trong dung dịch sau điện phân cần dùng 25 ml
Câu 10: Điện phân 400 ml dung dịch chứa 2 muối KCl và CuCl2 với điện cực trơ và màng ngăn cho đến khi ở anot thoát ra 3,36lít khí(đktc) thì ngừng điện phân Để trung hòa dung dich sau điện phân cần 100 ml dd HNO3 Dd sau khi trung hòa tác dụng với AgNO3 dư sinh
ra 2,87 (gam) kết tủa trắng Tính nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch trước điện phân.(Ag=108;Cl=35,5)
Câu 11: Điện phân hoàn toàn 200 ml một dung dịch có hòa tan Cu(NO3)2 và AgNO3 với cường độ dòng điện là 2 giờ, nhận thấy khối lượng của catot tăng thêm 3,44gam Nồng độ mol của mỗi nuối trong dung dịch ban đầu là?(Cu=64;Ag=108)
A [AgNO 3 ]=[Cu(NO 3 ) 2 ]=0,1M B [AgNO3]=[Cu(NO3)2]=0,01M
Câu 12: Điện phân 200 ml dd CuSO4(dung dịch X) với điện cực trơ sau thời gian ngừng điện phân thì thấy khối lượng X giảm Dung dịch sau điện phân tác dụng vừa đủ với 500ml dd BaCl2 0,3M tạo kết tủa trắng Cho biết khối lượng riêng dung dịch CuSO4 là 1,25g/ml; sau
Trang 3điện phân lượng H2O bay hơi không đáng kể Nồng độ mol/lít và nồng độ % dung dich CuSO4 trước điện phân là?
Câu 13: Điện phân nóng chảy a gam một muối X tạo bởi kim loại M và một halogen thu
được 0,896 lít khí nguyên chất (đktc) Cũng a gam X trên nếu hòa tan vào 100 ml dd HCl 1M rồi cho tác dụng với AgNO3 dư thì thu được 25,83 gam kết tủa Tên của halogen đó là:
Câu 14: Điện phân nóng chảy a gam một muối X tạo bởi kim loại M và một halogen thu
được 0,224 lít khí nguyên chất (đktc) Cũng a gam X trên nếu hòa tan vào 100 ml dd HCl 0,5M rồi cho tác dụng với AgNO3 dư thì thu được 10,935 gam kết tủa tên của halogen đó là:
B Bài toán CO2, SO2 dẫn vào dung dịch NaOH, KOH
- Khi cho CO 2 (hoặc SO 2 ) tác dụng với dung dịch NaOH đều xảy ra 3 khả năng tạo muối:
k=
2
CO
NaOH
n
n
(hoặc k=
2
SO
NaOH
n
n
) Hoặc k=
2
SO
OH
n
n −
o k ≥ 2 : chỉ tạo muối Na 2 CO 3
o k ≤ 1 : chỉ tạo muối NaHCO 3
o 1 < k < 2 : tạo cả muối NaHCO 3 và Na 2 CO 3
* Có những bài toán không thể tính k Khi đó phải dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.
- Hấp thụ CO 2 vào NaOH dư chỉ tạo muối Na 2 CO 3
- Hấp thụ CO 2 vào NaOH chỉ tạo muối Na 2 CO 3 , Sau đó thêm BaCl 2 vào thấy kết tủa Thêm tiếp Ba(OH) 2 dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa nữa Tạo cả 2 muối Na 2 CO 3 và NaHCO 3
Trong trường hợp không có các dữ kiện trên thì chia trường hợp để giải.
Muốn làm tốt dạng bài tập này cần nắm tỉ lệ mol và cách đặt số mol vào cho phù hợp-Một
số bài phải sử dụng phương trình ion rút gọn
Câu 1: Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị II thu được 6,8g chất
rắn và khí X Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối khan thu được sau phản ứng là?
(Trích-ĐTTS Đại học khối B năm 2007)
Câu 2: Nung 13,4gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị II, thu được 6,8gam
chất rắn và khí X Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối khan thu được sau phản ứng là?(H=1;C=12;O=16;Na=23)
(Trích ĐTTS Đại học khối B năm 2007) Câu 3: Khi đốt 0,1 mol chất X (dẫn xuất của benzen), khối lượng CO2 thu được nhỏ hơn 35,2 gam Biết rằng 1 mol X chỉ tác dụng được với 1 mol NaOH Công thức cấu tạo thu gọn
C HOC 6 H 4 CH 2 OH D C6H4(OH)2
Câu 4: Hấp thụ hết V lít CO2(đktc) vào 300 ml dung dịch NaOH x mol/l được 10,6 gam
Na2CO3 và 8,4 gam NaHCO3 Gía trị V, x lần lượt là? (K=39;C=12;H=1;O=16)
A 4,48lít và 1M B 4,48lít và 1,5M
Trang 4Câu 5: Hấp thụ hết CO2 vào dung dịch NaOH dược dung dịch A Chia A làm 2 phần bằng nhau:
Cho biết a < b Dung dịch A chứa:
BÀI TẬP THAM KHẢO THÊM
Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol etan rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình chứa
300 ml dd NaOH 1M Khối lượng muối thu được sau phản ứng?(Na=23;C=12;H=1;O=16)
A 8,4g và 10,6g B 84g và 106g C 0,84g và 1,06g D 4,2g và 5,3g
Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn 1 hydrocacbon A ở thể khí trong điều kiện thường sản phẩm cháy
được hấp thụ hết vào bình đựng dd NaOH dư thấy khối lượng bình tăng 23 gam Thêm tiếp
Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn 2,6gam hydrocacbon A rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào
19,7 gam kết tủa Lọc bỏ kết tủa rồi thêm Ba(OH)2 dư vào phần nước lọc thấy xuất hiện 19,7
Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn 10gam hợp chất hữu cơ A(C, H, O) Hấp thụ toàn bộ sản phẩm
dung dịch sau phản ứng thấy có 10gam kết tủa xuất hiện Xác định CTPT A biết CTPT trùng với CTĐGN (Na=23;C=12;H=1;O=16;Ca=40)
A C 5 H 8 O 2 B C5H10O2 C C5H6O4 D C5H12O
Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn a mol acid hữu cơ Y thu được 2a mol CO2 Mặt khác để trung hòa a mol Y cần vừa đủ 2a mol NaOH Công thức cấu tạo thu gọn của Y là?
Câu 11: X là hỗn hợp rắn gồm MgCO3; CaCO3 Cho 31,8 gam X tác dụng với 0,8 lít dung dịch HCl 1M Chỉ ra phát biểu đúng:
C Bài toán CO2, SO2 dẫn vào dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2:
Do ta không biết sản phẩm thu được là muối nào nên phải tính tỉ lệ k:
K=
2
2 )
(OH
Ca
CO
n n
o K ≤ 1: chỉ tạo muối CaCO 3
o K ≥ 2: chỉ tạo muối Ca(HCO 3 ) 2
o 1 < K < 2: tạo cả muối CaCO 3 và Ca(HCO 3 ) 2
* Khi những bài toán không thể tính K ta dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.
- Hấp thụ CO 2 vào nước vôi dư thì chỉ tạo muối CaCO3
- Hấp thụ CO 2 vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm NaOH dư vào thấy có kết tủa nữa
suy ra có sự tạo cả CaCO 3 và Ca(HCO 3 ) 2
- Hấp thụ CO 2 vào nước vôi trong thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại
thấy kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO3 và Ca(HCO 3 ) 2
Trang 5- Nếu không có các dữ kiện trên ta phải chia trường hợp để giải.
Câu 1: Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b mol Na2CO3 đồng thời khuấy đều được V lít khí (đktc) và dung dịch X Khi cho dư nước vôi trong vào dung dịch X
có xuất hiện kết tủa Biểu thức liên hệ giữa V với a, b là?
(Trích- ĐTTS khối A năm 2007)
A V=22,4(a-b) B V=11,2(a-b) C V=11,2(a+b) D V=22,4(a+b)
Câu 2: Ba hydrocacbon X, Y, Z kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng trong đó khối lượng phân
tử Z gấp đôi khối lượng phân tử X Đốt cháy 0,1 mol chất Y, sản phẩm khí hấp thụ hoàn toàn vào dyng dịch Ca(OH)2 dư thu được số gam kết tủa là?
(Trích- Câu 14 ĐTTS khối A năm 2007)
Câu 3: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít CO2 (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a
mol/l, thu được 15,76gam kết tủa Gía trị của a là?
(Trích- Câu 24 ĐTTS khối A năm 2007)
Câu 4: Cho m gam tinh bột lên men thành ancol etylic với hiệu suất 81% Toàn bộ lượng
CO2 sinh ra được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2, thu được 550gam kết tủa và dung dịch X Đun kĩ dung dịch X thu thêm được 100 gam kết tủa Gía trị của m là?
(Trích- Câu 33 ĐTTS khối A năm 2007) Câu 5: Dẫn V lít CO2 (đkc) vào 300ml dd Ca(OH)2 0,5 M Sau phản ứng thu được 10g kết tủa Vậy V bằng: (Ca=40;C=12;O=16)
Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol C2H5ỌH rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình
(Ba=40;C=12;O=16)
A 32,65g B 19,7g C 12,95g D 35,75g
Câu 7: hấp thụ toàn bộ 0,896 lít CO2 vào 3 lít dd ca(OH)2 0,01M được?
(C=12;H=1;O=16;Ca=40)
Câu 8: Hấp thụ toàn bộ 0,3 mol CO2 vào dung dịch chứa 0,25 mol Ca(OH)2 khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu gam? (C=12;H=1;O=16;Ca=40)
Câu 9: Hấp thụ toàn bộ x mol CO2 vào dung dịch chứa 0,03 mol Ca(OH)2 được 2gam kết tủa Chỉ ra gía trị x? (C=12;H=1;O=16;Ca=40)
A 0,02mol và 0,04 mol B 0,02mol và 0,05 mol
BÀI TẬP THAM KHẢO THÊM
Câu 10: Đốt cháy 0,225 mol rượu đơn chức A bằng oxi vừa đủ Hấp thụ hết sản phẩm cháy
(C=12;H=1;O=16;Ba=137)
A CH 3 OH B C2H5OH C C3H7OH D C4H7OH
Câu 11: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO2 (đktc) vào dung dịch nước vôi trong có chứa 0,075
Trang 6C CaCO3 và Ca(HCO3)2 D Ca(HCO3)2 và CO2
Câu 12: Hấp thụ hoàn toàn 0,224lít CO2 (đktc) vào 2 lít Ca(OH)2 0,01M ta thu được m gam kết tủa Gía trị của m là?
Câu 13: Sục V lít khí CO2 (đktc) vào 1,5 lít Ba(OH)2 0,1M thu được 19,7 gam kết tủa Gía trị lớn nhất của V là?
Câu 14: Hấp thụ hết 0,672 lít CO2 (đktc) vào bình chứa 2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,01M Thêm tiếp 0,4gam NaOH vào bình này Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng là?
Câu 15: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l thu được 15,76g kết tủa Gía trị của a là?
Câu 16: Dung dịch A chứa NaOH 1M và Ca(OH)2 0,02M, hấp thụ 0,5 mol khí CO2 vào 500
ml dung dịch A thu được kết tủa có khối lượng?
Câu 17: Hấp thụ hết 0,2 mol CO2 vào 1 lít dung dịch chứa KOH 0,2M và Ca(OH)2 0,05M thu được kết tủa nặng?
Câu 18: Dung dịch X chứa NaOH 0,2M và Ca(OH)2 0,1M Hấp thụ 7,84 lít khí CO2(đktc) vào 1 lít dung dịch X thì khối lượng kết tủa thu được là?
Câu 19: Cho 0,14 mol CO2 hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,11 mol Ca(OH)2 Ta nhận thấy khối lượng CaCO3 tạo ra lớn hơn khối lượng CO2 đã dùng nên khối lượng dung dịch còn lại giảm bao nhiêu?
A 1,84gam B 184gam C 18,4gam D 0,184gam
Câu 20: Cho 0,14 mol CO2 hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,08mol Ca(OH)2 Ta nhận thấy khối lượng CaCO3 tạo ra nhỏ hơn khối lượng CO2 đã dùng nên khối lượng dung dịch còn lại tăng là bao nhiêu?
Câu 21: Tỉ khối hơi của hỗn hợp X gồm CO2 và SO2 so với khí N2 bằng 2.Cho 0,112 lít
trung hòa lượng Ba(OH)2 thừa % theo số mol mỗi khí trong hỗn hợp X là?
Câu 22: Cho 5,6 lít hh X gồm N2 và CO2 (đktc) đi chậm qua 5 lít ddịch Ca(OH)2 0,02M để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 5 gam kết tủa Tính tỉ khối hơi của hỗn hợp X so với H2
A 18,8 B 1,88 C 37,6 D 21
Câu 23: Dẫn 5,6 lít CO2(đkc) vào bình chứa 200ml dung dịch NaOH nồng độa M; dung dịch thu được có khả năng tác dụng tối đa100ml dung dịch KOH 1M Giá trị của a là?
Câu 24: Cho 0,2688 lít CO2(đktc) hấp thụ hoàn toàn bởi 200 ml dung dịch NaOH 0,1M và
Câu 25: Đốt cháy hoàn toàn 5,2 gam 1 hydrocacbon A sản phẩm cháy được hấp thụ hết vào
kết tủa nữa Xác định CTPT của A biết 96<MA<115 (C=12;H=1;O=16;Ba=137)
Trang 7A C 8 H 8 B C6H6 C C7H8O D Không xác định
Câu 26: Đốt cháy hoàn toàn 1 lượng amin A bằng oxi vừa đủ được CO2, H2O và N2 cho toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng nước vôi trong dư thấy có 20g kết tủa khối lượng dung dịch giảm đi so với ban đầu là 4,9gam Khí thoát ra khỏi bình có thể tích là 1,12
Câu 27: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A gồm 2 hydrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng
Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào 3 lít dd Ca(OH)2 0,01M được kết tủa và khối lượng dung dịch tăng 2,46g Cho dd Ba(OH)2 vào lại thấy có kết tủa nữa Tổng khối lượng kết tủa 2 lần
là 6,94g Tìm khối lượng mỗi hydrocacbon đã dùng?
A 0,3g và 0,44g B 3g và 4,4g C 0,3g và 44g D 30g và 44g
Câu 28: Đốt cháy hoàn toàn 1 hh gồm rượu metylic và rượu etylic rồi hấp thụ toàn bộ sản
Thêm dd Ba(OH)2 dư vào lại thấy có 19,7g kết tủa nữa % khối lượng mỗi rượu trong hỗn hợp là?
Câu 29: Tiến hành phản ứng hợp nước hoàn toàn 2 anken thu được 2 rượu liên tiếp Cho
hỗn hợp rượu này tác dụng với Na dư được 2,688 lít H2(đktc) Mặt khác đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên rồi hấp thụ sản phẩm cháy vào nước vôi trong được 30gam kết tủa, tiếp tục cho NaOH dư vào thấy có 13gam kết tủa nữa Xác định CTPT 2 anken?
(Na=23;C=12;H=1;O=16;Ca=40)
A C 2 H 4 và C 3 H 6 B C3H6 và C4H8
Câu 30: Hấp thu hết CO2 vào dung dịch NaOH được dung dịch A Biết rằng:
- cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch A thì phải mất 50ml dd HCl 1M mới thấy bắt đầu
có khí thoát ra
dung dịch A chứa? (Na=23;C=12;H=1;O=16;Ba=137)