Lý thuyết điện phân – phương pháp giải bài tập điện phân đề 3 có lời giải chi tiết

Lý thuyết điện phân – Phương pháp giải tập điện phân đề Câu 1: Điện phân dung dịch MSO4 anot thu 0,672 lít khí (đktc) thấy khối lượng catot tăng 3,84 gam Kim loại M là: A Cu B Fe C Ni D Zn Câu 2: Tiến hành điện phân (có màng ngăn xốp) dung dịch X chứa hỗn hợp gồm 0,02 mol HCl 0,05 mol NaCl với cường độ dòng điện 1,93A thời gian 3000 giây, thu dung dịch Y Nếu cho quỳ tím vào X Y thấy: A X làm đỏ quỳ tím, Y làm xanh quỳ tím B X làm đỏ quỳ tím , Y làm đỏ quỳ tím C X làm đỏ quỳ tím, Y khơng làm đổi màu quỳ tím D X khơng đổi màu quỳ tím, Y làm xanh quỳ tím Câu 3: Khi điện phân 26 gam muối iotua kim loại X nóng chảy, thu 12,7 gam iot Công thức muối iotua là: A KI B CaI2 C NaI D CsI Câu 4: Điện phân với điện cực trơ dung dịch muối clorua kim loại hóa trị II với cường độ dịng điện 3A sau 1930 giây, thấy khối lượng catot tăng 1,92 gam Kim loại muối clurua là: A Ni B Zn C Cu D Fe Câu 5: Điện phân (có màng ngăn, điện cực trơ) 100ml dung dịch CuSO4 0,1M NaCl 0,1 M với I = 0,5A hiệu suất điện phân 100%, dung dịch sau điện phân có pH = Thời gian điện phân là: A 1930s B 3860s C 2123s D 2895s Câu 6: Điện phân dung dịch chứa NaOH 0,01M Na2SO4 0,01M pH dung dịch sau điện phân (giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể) là: A pH = B pH = C pH = 12 D pH = 10 Câu 7: Tiến hành điện phân (với điện cực trơ) V lít dung dịch CuCl2 0,5M Khi dừng điện phân thu dung dịch X 1,68 lít khí Cl2 (đktc) anot Toàn dung dịch X tác dụng vừa đủ với 12,6 gam Fe Giá trị V A 0,6 B 0,15 C 0,45 D 0,8 Câu 8: (ĐHKA – 2011): Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl 28,2 gam Cu(NO3)2 (điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khối lượng dung dịch giảm 10,75 gam ngừng điện phân (giả thiết lượng nước bay không đáng kể) Tất chất tan dung dịch sau điện phân là: A KNO3 KOH B KNO3 , KCl KOH C KNO3 Cu(NO3)2 D KNO3 , HNO3 Cu(NO3)2 Câu 9: Điện phân dung dịch chứa 0,02 mol FeSO4 0,06 mol HCl với I = 1,34A (điện cực trơ, có màng ngăn) Bỏ qua hịa tan khí clo H2O, coi hiệu suất điện phân 100% Khối lượng kim loại thoát catot thể tích khí (đktc) anot là: A 11,2 g 8,96 lít B 1,12g 0,896 lít C 5,6g 4,48 lít D 0,56 g 0,448 lít Câu 10: Dung dịch X chứa HCl, CuSO4 Fe2(SO4)3 Lấy 400ml dung dịch X đem điện phân (điện cực trơ) với I = 7,72A đến catot 0,08 mol Cu dừng lại Khi anot có 0,1 mol chất khí bay Thời gian điện phân nồng độ mol/l Fe2+ là: A 2300s 0,1M B 2500s 0,1M C 2300s 0,15M D 2500s 0,15M Câu 11: Điện phân nóng chảy a gam muối X tạo kim loại M halogen thu 0,896 lít khí nguyên chất (đktc) Cũng a gam X hòa tan vào 100 ml dung dịch HCl 1M cho tác dụng với AgNO3 dư thu 25,83 gam kết tủa Halogen là: A Flo B Clo C Brom D Iot Câu 12: Điện phân lít dung dịch CuSO4 với điện cực trơ dịng điện chiều có cường độ I = 10A catot bắt đầu có khí ngừng, thấy phải 32 phút 10 giây Nồng độ mol CuSO4 ban đầu pH dung dịch sau phản ứng là: A [CuSO4] = 0,5M ; pH = B [CuSO4] = 0,05M ; pH = 10 C [CuSO4] = 0,005 M ; pH = D [CuSO4] = 0,05M ; pH = Câu 13: Có 200ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO3)2 AgNO3 Để điện phân hết ion kim loại dung dịch cần dung dòng điện 0,402A ; thời gian giờ, catot thoát 3,44 gam kim loại Nồng độ mol/l Cu(NO3)2 AgNO3 là: A 0,1 0,2 B 0,01 0,1 C 0,1 0,01 D 0,1 0,1 Câu 14: Điện phân dung dịch muối nitrat kim loại với hiệu suất điện phân 100%, cường độ dịng điện khơng đổi 7,72A thời gian phút 22,5 giây Sau kết thúc khối lượng catot tăng lên 4,86 gam kim loại bám vào Kim loại là: A Cu B Ag C Hg D Pb Câu 15: Điện phân 500ml dung dịch AgNO3 với điện cực trơ catot bắt đầu có khí ngừng Để trung hòa dung dịch sau điện phân cần 800ml dung dịch NaOH 1M Biết I = 20A , nồng độ mol/l dung dịch AgNO3 thời gian điện phân là: A 0,8M 3860s B 1,6M 3860s C 3,2M 360s D 0,4M 380s Câu 16: Điện phân có màng ngăn 150ml dung dịch BaCl2 Khi anot tích 112 ml (đktc), dung dịch cịn lại bình điện phân sau trung hòa HNO3 phản ứng vừa đủ với 20g dung dịch AgNO3 17% Nồng độ mol dung dịch BaCl2 trước điện phân là: A 0,01M B 0,1M C 1M D 2M Câu 17: Điện phân 200ml dung dịch muối nitrat kim loại M hóa trị I điện cực trơ bề mặt catot xuất bọt khí ngừng điện phân Để trung hịa dung dịch sau điện phân phải cần 250ml dung dịch NaOH 0,8M Nồng độ mol muối nitrat là: A [MNO3] = 1M B [MNO3] = 0,1M C [MNO3] = 2M D [MNO3] = 0,011M Câu 18: Điện phân dung dịch AgNO3 thời gian 15 phút , thu 0,432 g Ag catot Sau để làm kết tủa hết ion Ag+ lại dung dịch sau điện phân cần dung 25 ml dung dịch NaCl 0,4M Cường độ dòng điện khối lượng AgNO3 ban đầu là: A 0,49A ; 2,38 g B 0,429A; 23,8g C 0,49A ; 23,8 g D 0,429A; 2,38g Câu 19: Điện phân nóng chảy a gam muối X tạo kim loại M halogenthu 0,224 lít khí nguyên chất (đktc) Cũng a gam X hòa tan vào 100ml dung dịch HCl 0,5M cho tác dụng với AgNO3 dư thu 7,175 gam kết tủa Halogen là: A Flo B Clo C Brom D Iot Câu 20: Điện phân 200ml dung dịch CuSO4 (dung dịch X) với điện cực trơ, sau thời gian ngừng điện phân thấy khối lượng X giảm Dung dịch sau điện phân tác dụng vừa đủ với 500ml dung dịch BaCl2 0,3M tạo kết tủa trắng Cho biết khối lượng riêng dung dịch CuSO4 1,25mg/l , sau điện phân lượng H2O bay không đáng kể Nồng độ mol/l nồng độ % dung dịch CuSO4 trước điện phân là: A 0,35M 8% B 0,52M 10% C 0,75M 9,6% D 0,49M 12% Câu 21: Điện phân dung dịch chứa m(g) hỗn hợp muối CuSO4 NaCl với cường độ dòng điện I = 5A hai điện cực H2O điện phân dừng lại Dung dịch sau điện phân hịa tan vừa đủ 1,6g CuO anot bình điện phân có 448ml khí bay (đktc) Giá trị m là: A 5,97 g B 4,8g C 4,95g D 3,875 Câu 22: (ĐHKB – 2010): 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 8g so với dung dịch ban đầu Cho 16,8 gam bột Fe vào Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 12,4 g kim loại Giá trị x là: A 2,25 B 1,5 C 1,25 D 3,25 Câu 23: (ĐHKB -2009) : Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu m kg Al catot 67,2 m3 (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hidro 16 Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vơi (dư) thu gam kết tủa Giá trị m A 54,0 B 75,6 C 67,5 D 108,0 LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án : A Khối lượng catot tăng khối lượng kim loại sinh bám vào 0, 672 Ta có: n khí = 22, = 0,03 mol Phương trình điện phân: MSO4 + H2O  M + H2SO4 + 1/2 O2 0,06 0,03 3,84 MM = = 64 0, 06 => (Cu) => Đáp án A Câu 2: Đáp án : A n = 0, 07 mol Ta có: Cl − Số mol e trao đổi : ne = It 1,93.3000 = = 0, 06mol F 96500 − Thứ tự điện phân anot: 2Cl − 2e → Cl2 0,06 0,06 0,03 => Ion Cl- chưa bị điện phân hết, nước chưa bị điện phân Thứ tự điện phân catot: H + + 2e → H 0,02 0,02 H 2O + 2e → H + 2OH − 0,04 0,04 Trong dung dịch X có axit làm quỳ tím hóa đỏ, dung dịch Y sau điện phân có OH- làm quỳ tím hóa xanh => Đáp án A Câu 3: Đáp án : D 12, nI = = 0, 05mol 254 Ta có: Phương trình điện phân: RI n → R + n I2 0,1 n 0,05 0,1 ( M R + 127 n) = 26 ⇒ M R = 133n => n MR Cặp nghiệm phù hợp n = = 133 (Cs) => Đáp án D Câu 4: Đáp án : C Khối lượng catot tăng khối lượng kim loại sinh bám vào: Áp dụng định luật Faraday ta có: AIt A.3.1930 mR = ⇔ 1,92 = ⇒ A = 32n Fn 96500.n Cạp nghiệm phù hợp là: n = A = 64 (Cu) => Đáp án C Câu 5: Đáp án : C Ta có: nCuSO4 = nNaCl = 0,01 mol CuSO4 + 2NaCl  Cu + Cl2 + Na2SO4 (1) 0,005 0,01 0,005 Dung dịch sau điện phân có pH = 2, chứng tỏ sau (1) NaCl hết CuSO4 bị điện phân tiếp tạo môi trường axit CuSO4 + H2O  Cu + H2SO4 + 1/2 O2 (2) 0,0005 0,0005 [ H + ] = 10−2 M ⇒ nH + = 0,1.0, 01 = 0, 001mol Sau điện phân: => nH2SO4 = 0,0005 mol => nCu = 0,0005 mol => Tổng số mol Cu thu từ (1) (2) = 0,0055 < 0,01 => CuSO4 hết Áp dụng định luật Faraday, ta có: m F n 0, 0055.64.96500.2 AIt mCu = ⇒ t = Cu = = 2123s Fn A.I 64.0,5 => Đáp án C Câu 6: Đáp án : C Điện phân dung dịch chứa NaOH Na2SO4 thực chất trình điện phân H2O Vì thể tích dung dịch khơng đổi => [OH-] = [NaOH] = 0,01 = 10-2 M không đổi => pH = 12 => Đáp án C Câu 7: Đáp án : A Ta có : nCl2 = 0,075 mol , nFe = 0,225 mol dpdd CuCl2  → Cu + Cl2 0,075 0,075 dung dịch X: CuCl2 dư Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu 0,225 0,225 Ta có: nCuCl2 = 0,075 + 0,225 = 0,3 (mol) 0,3 => V = 0,5 = 0,6 lít => Đáp án A Câu 8: Đáp án : D Ta có: nKCl = 0,1 mol ; nCu(NO3)2 = 0,15 mol 2KCl + Cu(NO3)2  Cu + 2KNO3 + Cl2 0,1 0,05 0,05 0,05 => KCl hết, nCu(NO3)2 = 0,15 - 0,05 = 0,1 Cu(NO3)2 + H2O  Cu + 2HNO3 + O2 x x x/2 Khối lượng dung dịch giảm = khối lượng Cu kết tủa + khối lượng Cl2 O2 bay => (0,05 + x).64 + 0,05.71 + x 32 = 10,75 => x = 0,05 => Cu(NO3)2 dư => dung dịch sau phản ứng KNO3 , HNO3 Cu(NO3)2 => Đáp án D Câu 9: Đáp án : B Số mol e trao đổi: ne = I T 1,34.2 = = 0,1mol F 26,8 + Thứ tự điện phân catot: H + 2e → H 0,06 0,06 2+ Fe + 2e → Fe 0,02 0,04 0,02 Thứ tự điện phân anot: 2Cl − − 2e → Cl2 0,06 0,06 0,03 H 2O − 4e → O2 + H + 0,04 0,01 => mFe = 0,02.56 = 1,12 (g) V khí anot = (0,03 + 0,01).22,4 = 0,896 lít => Đáp án B Câu 10: Đáp án : B Thứ tự điện phân anot: 2Cl- - 2e  Cl2 0,2 0,1 => Số mol e trao đổi: ne = 0,2 mol Thứ tự điện phân catot: Fe3+ + 1e  Fe2+ 0,04 0,04 2+ Cu + 2e  Cu 0,16 0,08 n F 0, 2.96500 I t ne = ⇒t = e = = 2500s F I 7, 72 Ta có: [ Fe 2+ ] = 0, 04 = 0,1M 0, => Đáp án B Câu 11: Đáp án : B 0,896 nX = = 0, 04mol 22, Ta có: nHCl = 0,1.1 = 0,1 mol Phương trình điện phân: MX n → M + n X2 0,08 n 0,04 Giả sử muối MXn không tạo kêt tủa tác dụng với AgNO3 dư => Chỉ có HCl phản ứng với AgNO3 dư tạo kết tủa AgCl HCl + AgNO3  AgCl + HNO3 0,1 0,1 => m kết tủa = 0,1.143,5 = 14,35 (g) < m kết tủa = 25,83 (g) Vậy: muối MXn có tạo kết tủa AgX tác dụng với AgNO3 dư MX n + nAgNO3 → M ( NO3 ) n + nAgX 0, 08 n 0,08 HCl + AgNO3  AgCl + HNO3 0,1 0,1 => m kết tủa = 0,1.143,5 + 0,08.(108 + MX) = 25,83 => MX = 35,5 => X Clo => Đáp án B Câu 12: Đáp án : D Điện phân dung dịch CuSO4 tới bắt đầu khí ngừng nghĩa Cu2+ bị điện phân hết Áp dụng định luật Faraday ta có: A.I t 64.10.1930 mCu = = = 6, 4( g ) F n 96500.2 => nCu = 0,1 mol Phương trình điện phân: CuSO4 + H2O  Cu + H2SO4 + 1/2 O2 0,1 0,1 0,1 => [CuSO4] = 0,1/2 = 0,05 M Và: nH2SO4 = 0,1 => nH+ = 0,2 mol => [H+] = 0,2/2 = 0,1 M => pH = => Đáp án D Câu 13: Đáp án : D Gọi AgNO3 : x mol Cu(NO3)2 : y mol I t 0, 402.4 = F 26,8 = 0,06 mol Số mol e trao đổi: Thứ tự điện phân catot: Ag+ + 1e  Ag x x x 2+ Cu + 2e  Cu y 2y y 108 x + 64 y = 3, 44  x = 0, 02 ⇒  x + y = 0, 06   y = 0,02 => ne = => [AgNO3] = [Cu(NO3)2] = = 0,1M => Đáp án D Câu 14: Đáp án : B Khối lượng catot tăng khối lượng kim loại sinh bám vào Áp dụng định luật Faraday: A.I t A.7, 72.562,5 mKL = ⇔ 4,86 = F n 96500.2 => A = 108n Cặp nghiệm phù hợp : n = A = 108 (Ag) => Đáp án B Câu 15: Đáp án : B Ta có : nNaOH = 1.0,8 = 0,8 mol Phương trình điện phân: 2AgNO3 + H2O  2Ag + 2HNO3 + 1/2 O2 0,8 0,8 0,8 HNO3 + NaOH  NaNO3 + H2O 0,8 0,8 0,8 => [AgNO3] = 0,5 = 1,6M Áp dụng định luật Faraday ta có: m F n 0,8.108.96500.1 A.I t mAg = ⇒ t = Ag = = 3860 s F n A.I 108.20 => Đáp án B Câu 16: Đáp án : B 0,112 Ta có: n khí anot = 22, = 0,005 mol 20.17 nAgNO3 = 100.170 = 0,02 mol Dung dịch sau điện phân trung hịa dung dịch HNO3, có phản ứng với AgNO3, chứng tỏ ion Cl- chưa bị điện phân hết 2Cl- - 2e  Cl2 0,01 0,005 + Cl- + Ag  AgCl 0,02 0,02 => nCl- ban đầu = 0,01 + 0,02 = 0,03 mol 0, 015 1 => nBaCl = nCl- = 0,03 = 0,015 mol => [BaCl2] = 0,15 = 0,1M => Đáp án B Câu 17: Đáp án : A Ta có: nNaOH = 0,8 0,25 = 0,2 mol Phương trình điện phân: 2MNO3 + H2O  2M + 2HNO3 + 1/2 O2 0,2 0,2 0,2 Phản ứng trung hòa: HNO3 + NaOH  NaNO3 + H2O 0,2 0,2 0, =>[MNO3] = 0, = 1M => Đáp án A Câu 18: Đáp án : D Ta có: nNaCl = 0,4.0,025 = 0,01 mol nAg = 0,004 mol Áp dụng định luật Faraday ta có: m F n 0, 432.96500.1 AIt ⇒ I = Ag = = 0, 429 A Fn A.t 108.15.60 Phương trình điện phân: 2AgNO3 + H2O  2Ag + 2HNO3 + 1/2 O2 0,004 0,004 Phản ứng kết tủa ion Ag+: Cl- + Ag+  AgCl 0,01 0,01 => nAgNO3 ban đầu = 0,004 + 0,01 = 0,014 mol => mAgNO3 = 0,014.170 = 2,38 (g) => Đáp án D mAg = Câu 19: Đáp án : A 0, 224 nX = 22, = 0,01 mol Ta có: nHCl = 0,5.0,1 = 0,05 mol Giả sử muối MXn không tác dụng với dung dịch AgNO3 dư => Chỉ có HCl tác dụng với AgNO3 dư tạo kết tủa AgCl HCl + AgNO3  AgCl + HNO3 0,05 0,05 => mAgCl = 0,05.143,5 = 7,175 (g) = m kết tủa (đề cho) => Điều giả sử hay muối muối flo => Đáp án A Câu 20: Đáp án : C Điện phân dung dịch CuSO4, sau thời gian thấy khối lượng dung dịch giảm, chứng tỏ có phản ứng xảy Nhưng lượng CuSO4 điện phân ta khơng tính Khi điện phân dung dịch CuSO4, ion SO42- không bị điện phân nên số mol ion SO42- khơng thay đổi q trình điện phân Ta có: nBaCl2 = 0,3.0,5 = 0,15 mol 2+ 2− Phản ứng : Ba + SO4 → BaSO4 0,15 0,15 0,15 => [CuSO4] = 0, = 0,75M 0,15.160 Và %C(CuSO4) = 200.1, 25 100% = 9,6 % => Đáp án C Câu 21: Đáp án : A 1, Ta có: nCuO = 80 = 0,02 mol 0, 448 n(khí anot) = 22, = 0,02 mol Phương trình điện phân: CuSO4 + 2NaCl  Cu + Cl2 + Na2SO4 (1) 0,01 0,02 0,01 Dung dịch sau điện phân hòa ta CuO => sau (1) CuSO4 dư tiếp tục bị điện phân CuSO4 + H2O  Cu + H2SO4 + 1/2 O2 (2) 0,02 0,02 0,01 CuO + H2SO4  CuSO4 + H2O 0,02 0,02 Theo (2) : nO2 = 0,01 mol => nCl2 (1) = 0,02 - 0,01 = 0,01 mol Theo (1) (2) => nCuSO4 = 0,01 + 0,02 = 0,03 mol nNaCl = 0,02 mol => m = 0,03.160 + 0,02.58,5 = 5,97 (g) => Đáp án A Câu 22: Đáp án : C Ta có : nFe ban đầu = 0,3 mol Phương trình điện phân dung dịch muối CuSO4 CuSO4 + H2O  Cu + H2SO4 + O2 (1) a a a a/2 - dung dịch sau điện phân màu xanh, chứng tỏ ion Cu2+ còn: Gọi nCuSO4 phản ứng = a mol => 64a + 32.a/2 = => a = 0,1 mol - Dung dịch Y gồm: 0,1 mol H2SO4 Cu2+ dư Phản ứng : Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 0,1 0,1 => mFe = 16,8 - 0,1.56 = 11,2 g Phản ứng : Fe + Cu2+  Fe2+ + Cu (2) b b b 2+ Gọi nCu phản ứng = b mol => ∆m tăng = 64b - 56b = 12,4 - 11,2 => b = 0,15 mol Theo phản ứng (1),(2) ta có: nCuSO4 ban đầu = 0,1 + 0,15 = 0,25 mol => [CuSO4] = 0,25/0,2 = 1,25 M => Đáp án C Câu 23: Đáp án : B Ta có: nCO2 = nCaCO3 = 100 = 0,02 mol Trong 2,24 lít hỗn hợp X có nCO2 = 0,02 mol Vây: 67,2m3 hỗn hợp X có nCO2 = 0,6 kmol Giả sử hỗn hợp X ngồi CO2 có CO: Ta có: n hỗn hợp = kmol => nCO = - 0,6 = 2,4 kmol 2, 4.28 + 0, 6.44 MX = = 31, => > M X đề cho = 16.2 = 32 => Trong hh X ngồi CO2 CO (x kmol) cịn có O2 dư (y kmol) Ta có: x + y = 2,4 (1) 28 x + 32 y + 0, 6.44 Mặt khác: M X = = 32 => 28x + 32y = 69,6 (2) => x = 1,8 ; y = 0,6 Các phản ứng xảy anot: 2C + O2  2CO 0,9 1,8 C + O2  CO2 0,6 0,6 => nO2 phản ứng = 0,9 + 0,6 = 1,5 kmol => nO2 ban đầu = nO2 phản ứng + nO2 dư = 1,5 + 0,6 = 2,1 kmol Phương trình phản ứng điện phân nóng chảy Al2O3: 2Al2O3  4Al + 3O2 2,8 2,1 => mAl = 2,8.27 = 75,6 (kg) => Đáp án B ... dung dịch sau điện phân là: A KNO3 KOH B KNO3 , KCl KOH C KNO3 Cu(NO3)2 D KNO3 , HNO3 Cu(NO3)2 Câu 9: Điện phân dung dịch chứa 0,02 mol FeSO4 0,06 mol HCl với I = 1 ,34 A (điện cực trơ, có màng ngăn)... thời gian điện phân là: A 0,8M 38 60s B 1,6M 38 60s C 3, 2M 36 0s D 0,4M 38 0s Câu 16: Điện phân có màng ngăn 150ml dung dịch BaCl2 Khi anot tích 112 ml (đktc), dung dịch cịn lại bình điện phân sau... có phản ứng xảy Nhưng lượng CuSO4 điện phân ta khơng tính Khi điện phân dung dịch CuSO4, ion SO42- không bị điện phân nên số mol ion SO42- không thay đổi q trình điện phân Ta có: nBaCl2 = 0 ,3. 0,5