A. KiÕn thøc c¬ b¶n. I. Sự điện phân 1. Định nghĩa. Điện phân là sự thực hiện các quá trình oxi hoá khử trên bề mặt điện cực nhờ dòng điện một chiều bên ngoài Quá trình điện phân được biểu diễn bằng sơ đồ điện phân. Ví dụ: Sơ đồ điện phân NaCl nóng chảy. NaClnc Na + Cl Catôt ( ) Anôt ( + ) Na Cl Ở catôt: xảy ra quá trình khử. 2Na +2eNa Ở anôt: xảy ra quá trình oxi hoá. 2Cl 2e Cl2 Phương trình điện phân NaCl nóng chảy: 2NaCl 2Na + Cl2 2. Điện phân hợp chất nóng chảy. Ở trạng thái nóng chảy, các tinh thể chất điện phân bị phá vỡ thành các ion chuyển động hỗn loạn. Khi có dòng điện một chiều chạy qua, ion dương chạy về catôt và bị khử ở đó, ion âm chạy về anôt và bị oxi hoá ở đó. Ví dụ: Điện phân KOH nóng chảy. KOH nc K + OH Catôt ( ) Anôt ( + ) K OH 2K +2e K 2OH 2e H2O + O2 Phương trình điện phân 2 KOH 2K + H2O + O2 Điện phân nóng chảy xảy ra ở nhiệt độ cao nên có thể xảy ra phản ứng phụ giữa sản phẩm điện phân (O2, Cl2 ... ) và điện cực (anôt) thường làm bằng than chì. Ví dụ: điện phân Al2O3 nóng chảy (có pha thêm criolit 3NaF.AlF3) ở 1000oC Al2O3 nc 2Al + 3O Catôt ( ) Anôt ( + ) Al O 2Al +6e2Al 3O 6e O2 Phương trình điện phân Al2O3 2Al + O2 Phản ứng phụ: C +O2 CO2 (Than chì làm anôt bị mất dần, nên sau một thời gian phải bổ sung vào điện cực). Ứng dụng: Phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy được dùng để điều chế các kim loại hoạt động mạnh: Điều chế kim loại kiềm: Điện phân muối clorua hoặc hiđroxit nóng chảy. Điều chế kim loại kiềm thổ: Điện phân muối clorua nóng chảy. Điều chế Al: Điện phân Al2O3 nóng chảy. 3. Điện phân dung dịch nước a) Nguyên tắc: Khi điện phân dung dịch, tham gia các quá trình oxi hoá khử ở điện cực ngoài các ion của chất điện phân còn có thể có các ion H+ và OH của nước và bản thân kim loại làm điện cực. Khi đó quá trình oxi hoá khử thực tế xảy ra phụ thuộc vào so sánh tính oxi hoá khử mạnh hay yếu của các chất trong bình điện phân. b) Thứ tự khử ở catôt Kim loại càng yếu thì cation của nó có tính oxi hoá càng mạnh và càng dễ bị khử ở catôt (trừ trường hợp ion H+). Có thể áp dụng quy tắc sau: Dễ khử nhất là các cation kim loại đứng sau Al trong dãy thế điện hoá (trừ ion H+), trong đó ion kim loại càng ở cưối dãy càng dễ bị khử. Tiếp đến là ion H+ của dung dịch Khó khử nhất là các ion kim loại mạnh, kể từ Al, về phía đầu dãy thế điện hoá. (Al3+, Mg2+, Ca2+, Na+, …). Những ion này thực tế không bao giờ bị khử khi điện phân trong dung dịch. c) Thứ tự oxi hoá ở canôt Nói chung ion hoặc phân tử nào có tính khử mạnh thì càng dễ bị oxi hoá. Có thể áp dụng kinh nghiệm sau: Dễ bị oxi hoá nhất là bản thân các kim loại dùng làm anôt. Trừ trường hợp anôt trơ (không bị ăn mòn) làm bằng Pt, hay than chì (C). Sau đó đến các ion gốc axit không có oxi: I, Br, Cl, … Rồi đến ion OH của nước hoặc của kiềm tan trong dung dịch. Khó bị oxi hoá nhất là các anion gốc axit có oxi như , ,… Thực tế các anion này không bị oxi hoá khi điện phân dung dịch. Quy t¾c Cat«t : ( XÐt ë ®iÖn cùc th«ng thêng ). C¸c cation vÒ cat«t ( ) , nhËn electron theo thø tù tõ dÔ ®Õn khã sau: Ion kim lo¹i yÕu ( Tõ Hg2+ ®Õn Cu2+) H+ cña axit Ion kim lo¹i trung b×nh ( Tõ Pb2+ ®Õn Zn2+) H+ Cña níc Ion cña kim lo¹i m¹nh ( Tõ Al3+ ®Õn K+) DÔ nhËn electron nhÊt Khã nhËn electron nhÊt + Kh¶ n¨ng nhËn electron trong dung dÞch H2O cña mét sè ion thêng gÆp gi¶m dÇn nh sau: Hg2+ > Ag+ > Hg > Fe3+ > Cu2+ > H+ cña axit > Pb2+ > Sn2+ > Ni2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+ cña níc > ( K+ ®Õn Al3+ ) thùc tÕ kh«ng bÞ khö trong dung dÞch H2O Quy t¾c An«t: ( XÐt víi ®iÖn cùc tr¬: Pt, grafit, thanh ch×, Iri®i). C¸c anion vÒ an«t ( + ) , nhêng electron theo thø tù tõ dÔ ®Õn khã sau: Anion kh«ng cã oxi ( S2, I , Br , Cl …) vµ RCOO OH cña baz¬ cña H2O Anion cã oxi ( NO , CO , SO vµ F ) DÔ nhêng electron nhÊt Khã nhêng electron nhÊt HiÖn tîng d¬ng cùc tan: Qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n x¶y ra ë An«t ( nÕu an«t lµm b»ng kim lo¹i Cu, Sn, Ag,.. ) chÝnh lµ qu¸ tr×nh tan cña kim lo¹i lµm an«t ( nghÜa lµ chÝnh kim lo¹i lam an«t tan , bÞ oxi ho¸ ). C¸c an«t kh¸c cã mÆt trong dung dÞch ®iÖn li hÇu nh cßn nguyªn vÑn ( kh«ng bÞ oxi ho¸ ). NÕu an«t lµm b»ng kim lo¹i mµ c¸c ion cña nã cã trong dung dÞch , khi ®iÖn ph©n an«t bÞ hoµ tan dÇn HiÖn tîng ®ã gäi lµ hiÖn tîng d¬ng cùc tan. Khi ®ã ®é gi¶m khèi lîng cña an«t b»ng ®é t¨ng khèi lîng cña cat«t ( do kim lo¹i bÞ ®Èy ra ngoµi bÞ ®Èy ra b¸m vµo cat«t ). Chó ý: Ngoµi ph¶n øng chÝnh x¶y ra khi ®iÖn ph©n, cßn cã thÓ cã ph¶n øng phô x¶y ra gi÷a c¸c ®iÖn cùc , chÊt tan trong dung dÞch, chÊt dïng lµm ®iÖn cùc. d) Một số ví dụ áp dụng quy tắc trên. Ví dụ 1: Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực than chì: CuCl2 dd Cu2 + 2Cl H2O H+ + OH Catôt ( ) Anôt ( + ) Cu2 , H+ Cl , OH Cu2 + 2e Cu 2Cl 2e Cl2 Phương trình điện phân: CuCl2 Cu + Cl2 Ví dụ 2: Điện phân dung dịch NiCl2 với điện cực bằng niken NiCl2 dd Ni2 + 2Cl H2O H+ + OH Catôt ( ) Anôt ( + ) Ni Ni2 , H+ Cl , OH i Ni2 + 2e Ni Ni 2e Ni2 Thực chất quá trình điện phân là sự vận chuyển Ni từ anôt sang catôt nhờ dòng điện. Phương pháp được ứng dụng để tinh chế kim loại. Ví dụ 3: Điện phân dung dịch Na2SO4 với điện cực Pt: Na2SO4 dd 2Na + SO H2O H+ + OH Catôt ( ) Anôt ( + ) Na , H+ SO , OH 2H + 2e H2 2OH 2e H2O + O2 Phương trình điện phân: H2O H2 + O2 Ví dụ 4: Điện phân dung dịch NaCl với anôt bằng than chì: NaCl dd 2Na + Cl H2O H+ + OH Catôt ( ) Anôt ( + ) Na , H+ Cl , OH 2H + 2e H2 2Cl 2e Cl2 Phương trình điện phân: 2 NaCl + 2H2O H2 + Cl2 + 2Na + 2OH Trong quá trình điện phân, dung dịch ở khu vực xung quanh catôt, ion H+ bị mất dần., H2O tiếp tục điện li, do đó ở khu vực này giàu ion OH tạo thành (cùng với Na+) dung dịch NaOH. Ở anôt, ion Cl bị oxi hoá thành Cl2. Một phần hoà tan vào dung dịch và một phần khuếch tán sang catôt, tác dụng với NaOH tạo thành nước Javen: Vì vậy muốn thu được NaOH phải tránh phản ứng tạo nước Javen bằng cách dùng màng ngăn bao bọc lấy khu vực anôt để ngăn khí Cl2 khuếch tán vào dung dịch. Ví dụ 5: Điện phân dung dịch KNO3 với anôt bằng Cu. KNO dd K + NO H2O H+ + OH Catôt ( ) Anôt ( + ) Cu K , H+ NO , OH Cu 2H + 2e H2 Cu 2e Cu2+ Khi điện phân, ở khu vực catôt, ion H+ mất dần, nồng độ OH tăng dần, dung dịch ở đó có tính kiềm tăng dần. ở anôt ion Cu2+ tan vào dung dịch. Trong dung dịch xảy ra phản ứng. Cu2+ + 2 OH Cu(OH)2 xanh lam Phương trình điện phân: Cu + 2H2O Cu(OH)2 + H2 Bản thân KNO3 không bị biến đổi nhưng nồng độ tăng dần. Ứng dụng của điện phân dung dịch: Điều chế kim loại đứng sau Al trong dãy thế điện hoá. Tinh chế kim loại. Mạ và đúc kim loại bằng điện. Điều chế một số hoá chất thông dụng: H2, Cl2, O2,…, hiđroxit kim loại kiềm Tách riêng một số kim loại khỏi hỗn hợp dung dịch. 4. Công thức Farađây. a. C«ng thøc hîp nhÊt c¸c ®Þnh luËt Fara®ay. m = . = . Trong đó: m là khối lượng chất được giải phóng khi điện phân (gam) A là khối lượng mol của chất đó. n là số e trao đổi khi tạo thành một nguyên tử hay phân tử chất đó. Q là điện lượng phóng qua bình điện phân (Culông). F là số Farađây (F = 96500 Culông.mol1). Nếu t (s) : F = 96500; nếu t(h) : F = 26,8 l là cường độ dòng điện (Ampe) t là thời gian điện phân (giây) Ví dụ: Tính khối lượng oxi được giải phóng ở anôt khi cho dòng điện 5 ampe qua bình điện phân đựng dung dịch Na2SO4 trong 1 giờ 20 phút 25 giây. Giải: Áp dụng công thức Farađây: A = 16 , n = 2 , t = 4825 giây , I = 5; m = . = 2 gam Chú ý: + q = It ( q là điện lượng ) khi các bình điện phân mắc nối tiếp. + là đương lượng gam của chất được giải phóng ở điện cực. b. C«ng thøc hîp nhÊt c¸c ®Þnh luËt Fara®ay. §¹i lîng tÝnh ra gam, gäi lµ ®¬ng lîng gam cña X ( §lg X ). Tæng sè §lg c¸c chÊt tho¸t ra ë K ph¶i b»ng A . Khèi lîng chÊt tho¸t ra ë c¸c ®iÖn cùc tØ lÖ thuËn víi §lg cña chóng. = Sè mol c¸c chÊt X, Y thu ®îc ë c¸c ®iÖn cùc tØ lÖ nghÞch víi ho¸ trÞ cña chóng: = c. HiÖu suÊt ®iÖn ph©n: ( hay hiÖu suÊt dßng) H% ®p . lîng chÊt tho¸t ra ë c¸c ®iÖn cùc x 100% H% = lîng chÊt tho¸t ra tÝnh theo ®Þnh luËt Fara®©y • Mét sè lu ý khÝ gi¶i to¸n : + NÕu lµ lîng ®¬n chÊt ta dïng c«ng thøc Fara®ay. + NÕu lµ lîng hîp chÊt, ta tÝnh lîng ®¬n chÊt tríc sau ®ã dùa vµo ph¬ng tr×nh ®iÖn ph©n tÝnh lîng hîp chÊt. • NÕu gÆp bµi to¸n biÕn d¹ng: + NhiÕu b×nh ®iÖn ph©n m¾c nèi tiÕp: cêng ®é dßng ®iÖn ( I ) ë mçi B§P b»ng nhau ( I1 = I2 = I3 =... ) thêi gian ®iÖn ph©n nh nhau, bëi vËy ( Q = I. t ) Qua mçi B§P nh nhau. Lu ý: Khi ®iÖn ph©n nhiÒu B§P m¾c nèi tiÕp , sù phô thu hoÆc nhênh electron ë c¸c ®iÖn cùc cïng tªn ph¶i nh nhau vµ c¸c chÊt sinh ra ë c¸c ®iÖn cùc cïng tªn tØ lÖ mol víi nhau. Vidô: M¾c nèi tiÕp B§P ( 1 ) chøa dung dÞch AgNO3, B§P ( 2 ) chøa dung dÞch CuSO4 th× cã dßng ®iÖn mét chiÒu ®i qua: ë ( K ) B§P ( 1 ): 2Ag + + 2e 2Ag ë ( K ) B§P ( 2 ): Cu2 + + 2e Cu Vµ nAg = 2nCu • NhiÒu B§P m¾c song song: Khi 2 B§P m¾c song song, nÕu R1 = R2 th× I1 = I2 = B. Bµi tËp vËn dông . Loại 1: Bài tập lý thuyết. Bài 1: a> Sự điện li và sự điện phân có phải là quá trình oxi hoá khử không ? b> Viết phương trình phản ứng có thể xảy ra khi điện phân dung dịch hỗn hợp gồm HCl, CuCl2, NaCl với điện cực trơ có màng ngăn. Hãy cho biết pH dung dịch thay đổi như thế nào ( tăng hay giảm ) trong quá trình điện phân. Hướng dẫn. a> Sự điện li không phải là quá trình oxi hoá khử do không có sự thay đổi số oxi hoá các nguyên tố. Ví dụ: NaCl→ Na+ + Cl Sự điện phân là quá trình oxi hoá khử vì có sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố. Ví dụ: NaCl Na +Cl2 b> Ở catot ( ), quá trình khử xảy ra theo trật tự: Cu2+ + 2e → Cu ( pH < 7, không đổi ) 2H+ + 2e →H2 ( pH tăng dần đến 7 ) 2H2O + 2e →H2 + 2OH ( pH tăng dần với pH > 7 ) Ở anot ( + ), xảy ra quá trình oxi hoá : 2Cl 2e → Cl2 Có thể chia thành các giai đoạn sau: Giai đoạn 1: CuCl2 Cu + Cl2 Giai đoạn 2: 2HCl H2 + Cl2 Giai đoạn 3: 2NaCl + 2H2O NaOH + H2 + Cl2 Giai đoạn 4: 2H2O 2H2 + O2 Bài 2: a> Hãy nêu bản chất của quá trình điện phân. b> Những quá trình nào đã xảy ra trên bề mặt điện cực Platin khi điện phân dung dịch AgNO3. Viết sơ đồ điện phân và phương trình dạng tổng quát. c> Nếu môi trường của dung dịch sau điện phân có pH = 3 với hiệu suất điện phân là 80%. thể tích dung dịch xem như không đổi ( 1 lít ), thì nồng độ của các chất trong dung dịch sau điện phân là bao nhiêu? Tính khối lượng AgNO3 trong dung dịch đầu ? Hướng dẫn. a> Bản chất của quá trình điện phân: Sự oxi hoá khử xảy ra tại bề mặt điện cực ( của bình điện phân ) dưới tác dụng của dòng điện một chiều. b> AgNO3 → Ag+ + NO H2O → H++ OH Catot ( ) Ag+ + e→Ag Anot ( + ) 2H2O 4e → 4H+ + O2 Ptđp: 4AgNO3 + 2H2O 4Ag + O2 + 4HNO3 c> Nếu dung dịch sau khi điện phân có pH = 13 H+ = 1013 = 0,001 moll. 4AgNO3 + 2H2O 4Ag + O2 + 4HNO3 t đp x đp 0,001 0,001 Sau đp ( x – 0,001) 0,001 Do hiệu suất điện phân là 80% nên :0,001 = 80% .x x = 1,25.103. Khối lượng AgNO3 trong dung dịch đầu là : 170 .1,25.103 = 0,2125 gam. Sau điện phân: Nồng độ HNO3 là : 103 M và của AgNO3 là 0,25.103M Bài 3: Hãy nêu sự giống và khác nhau giữa hai quá trình Cu tác dụng với dung dịch AgNO3 và điện phân dung dịch AgNO3 với anot bằng Cu. Hướng dẫn. Quá trình Cu tác dụng với dung dịch AgNO3 Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag Cu + 2Ag+ = Cu2+ + Ag Quá trình điện phân dung dịch AgNO3 có anot làm bằng Cu khi có dòng điện một chiều đi qua: Ở catot: Ag + + e → Ag Ở anot: Cu 2e → Cu2+ Giống nhau: 2 quá trình đều là quá trình oxi hoá khử: Cu khử ion Ag+ thành Ag tách ra khỏi dung dịch . Khác nhau: Quá trình Cu tác dụng AgNO3 xảy ra trên bề mặt thanh Cu không cần dòng điện. Quá trình điẹn phân xảy ra trên bề mặt hai điện cực và chỉ xảy ra khi có tác dụng của dòng điện một chiều. Bài 4: Điện phân muối nóng chảy AX ( A là kim loại kiềm , X là Cl , Br, hoặc I ) ta thu được chất rắn A và khí B . Cho A tác dụng với nước được dung dịch A’ và B’. Cho B tác dụng với B được khí D. Cho D tác dụng với dung dịch A’ được dung dịch E. Cho một ít quì tím vào dung dịch E. Viết phương trình phản ứng xảy ra và giải thích quì tím có màu gì? Hướng dẫn. Các phương trình phản ứng. 2AX 2A + X2 (1) (B) 2A + 2H2O= 2AOH + H2 (2) (A’) (B’) H2 + X2 = 2HX (3) (D) AOH + HX = AX + H2O (4) Từ các phản ứng trên suy ra: nAOH = nA = n AX nHX = 2nX = nAX Bài 5: a> Cho bột Fe vào dung dịchCuSO4 thì màu xanh của dung dịch lại nhạt dần, ngược lại khi cho bột Cu vào dung dịch Fe2(SO4)3 thì dung dịch có màu đỏ nâu nhạt dần và màu xanh đậm dần. Giải thích hiện tượng xảy ra. b> Nếu tiến hành điện phân với điện cực trơ có màng ngăn một dung dịch chứa các ion Fe2+, Fe3+ , Cu2+ thì thứ tự các ion bị điện phân ở catot như thế nào ? Tại sao? c> Cho 1 gam bột Fe tiếp xúc với oxi một thời gian thấy khối lượng bột đã vượt quá 1,41g. Nếu chỉ tạo thành oxit sắt duy nhất thì đó là oxit sắt nào ? Hướng dẫn. a> Fe + CuSO4 Cu + FeSO4 màu xanh của dung dịch nhạt dần do: Cu2+ Cu Cu + Fe2(SO4)3 CuSO4 + 2FeSO4 màu đỏ nâu của dung dịch nhạt dần do: Fe3+ Fe2+ màu xanh của dung dịch đậm dần do: Cu Cu2+ b> Thứ tự các ion bị điện phân ở catot ( thu e ) phụ thuộc vào khả năng oxi hoá. Ta biết khả năng oxi hoá của Fe3+ > Cu2+ > Fe2+ ( dựa trên thế điện hoá ) nên thứ tự điện phân ở catot. Fe3+ + e Fe2+ Cu2+ +2e Cu Fe2+ +2e Fe c> xFe + O2 FexOy 56x 16y 56x + 16y tăng 16 y gam. Thực tế 1 gam sắt phản ứng tăng :1,41 – 1 = 0,41 gam. Ta có : = x : y = 2: 3 . Vậy oxit sắt trên là: Fe2O3 . Bài 6: a> Khi điện phân có màng ngăn dung dịch hỗn hợp NaCl và HCl, sau một thời gian xác định thấy : Dung dich thu được làm quì tím hoá đỏ. Dung dịch thu được không làm đổi màu quì tím. Dung dịch thu được làm quì tím hoá xanh. Hãy giải thích quá trình điện phân trên . Viết phương trình phản ứng xảy ra? b> Viết sơ đồ điện phân dung dịch hỗn hợp KCl, MnCl2, Cu(NO3)2 (Với điện cực trơ). Hướng dẫn. a> Thứ tự điện phân. 2HCl H2 + Cl2 (1) 2NaCl + H2O 2NaOH + H2 + Cl2 (2) Khi dung dịch thu được làm quì tím hoá đỏ tức là axit còn dư, phản ứng (1) đang xảy ra phản ứng (2) chưa xảy ra. Khi dung dịch thu được không làm đổi màu quì tím tức là môi trường trung tính, phản ứng (1) xảy ra vừa đủ , HCl hết phản ứng (2) chưa xảy ra. Khi dung dịch thu được làm quì tím đổi màu xanh tức là môi trường bazơ,phản ứng (1) , (2) xảy ra HCl hết phản ứng (2) đang xảy ra. b> Điện phân dung dịch hỗn hợp KCl, MnCl2, Cu(NO3)2 (Với điện cực trơ). Phương trình điện li KCl → K+ + Cl MnCl2 →Mn2+ + 2Cl Cu(NO3)2 → Cu2+ + NO H2O H+ + OH Khi có dòng điện một chiều đi qua. Ở catot có sự khử theo thứ tự Cu2+, Mn2+ nếu thời gian điện phân cho phép , cuối cùng H2O sẽ tham gia điện phân. Cu2+ +2eCu Mn2+ +2eMn 2H2O + 2eH2 +2OH Ở anot Cl tham gia điện phân trước , nếu thời gian điện phân cho phép cuối cùng H2O sẽ tham gia điện phân. 2Cl 2eCl2 H2O 2e O2 +2H Bài 7: a> Thiết lập sơ đồ điện phân dung dịch hỗ hợp ( H2SO4 , CuSO4 , KBr ) trong đó nồng độ mol của hai muối bằng nhau. Nếu thêm vai giọt quì tím vào dung dịch thì màu của dung dịch thay đổi như thế nào trong quá trình điện phân. b> Nếu thành nguyên tắc chung trong trường hợp điện phân dung dịch muối để nhận được dung dịch axit, dung dịch kiềm? Cho ví dụ minh hoạ? Hướng dẫn. a> Điện phân dung dịch hỗ hợp ( H2SO4 , CuSO4 , KBr ) trong đó nồng độ mol của hai muối bằng nhau. Sự điện li. H2SO4 = 2H+ + SO CuSO4 = Cu2+ + SO KBr = K+ + Br H2O H+ + OH Khi có dòng điện một chiều đi qua. Ở catot: Cu2+ +2eCu Khi hết Cu2+ 2H+ + 2eH2 Ở anot: 2Br 2eBr2 Khi hết Br H2O 2e O2 +2H Như vậy ban đầu xảy ra phương trình điện phân : CuSO4 + 2KBr Cu + Br2 + K2SO4 (1) Vì nCuSO = n KBr nên sau phản ứng (1) còn ½ số mol CuSO4 sẽ tiếp tục điện phân theo phản ứng sau: CuSO4 + H2O Cu + O2 +H2SO4 (2) Khi hết CuSO4 trong dung dịch còn H2SO4 và K2SO4 sẽ tiếp tục xảy ra phản ứng điện phân. H2O H2 + O2 (3) Như vậy sau 3 lần điện phân H2SO4 không những không mất đi mà nồng độ còn tăng thêm do phản ứng (2). b> Điện phân dung dịch muối cho dung dịch axit, dung dịch kiềm. Tạo dung dịch axit: Ta biết muối có cấutạo gồm hai thành phần : Phần kim loại và phần gốc axit: Kí hiệu đơn giản của muối là MmXn do đó trong dung dịch muối có 4 ion : Mn+, Xm, H+ và OH . Muối sau khi điện phân dung dịch thu được có môi trường axit HnX (H+ ,X m) thì Mn+ và OH phải tham gia điện phân như vậy Mn+ phải đứng sau Al3+ trong dãy Bêkêtop và để OH phải tham gia điện phân ( tức H2O tham gia điện phân ) thì X m phải là ion âm có oxi như NO , SO . Ví dụ: FeSO4 + H2O Fe + O2 + H2SO4 Tạo dung dịch kiềm M(OH)n ( Mn+ , OH ) thì Mn+ phải là ion kim loại mạch như Na+, K+, Ca2+, Ba2+… và Xm phải tham gia điện phân tức là anion không có oxi như ( Cl ,Br , I …)… Ví dụ: 2KCl + H2O H2 + Cl2 + 2KOH Kết luận: • Dung dịch muối tạo bởi kim loại đứng sau Al trong dãy Bêkêtop và axit có oxi điện phân cho dung dịch axit. • Dung dịch muối tạo bởi kim loại kiềm , kiềm thổ ( trừ Be và Mg ) và axit không có oxi khi điện phân ( có màng ngăn xốp ) cho dung dịch bazơ . Bài 8: a> Nêu sự khác nhau về quá trình cho nhận electron trong phản ứng oxi hoá khử và trong phản ứng điện phân? b> Viết các phương trình phản ứng điện phân xảy ra khi điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp ) dung dịch chứa amol CuSO4, b mol NaCl trong 3 trường hợp: b = 2a, b< 2a, b>2a? Hướng dẫn. a> Phản ứng oxi hoá khử : Là quá trình cho nhận electron xảy ra khi các nguyên tử , phân tử va chạm nhau và trao đổi trực tiếp electron từ chất cho đến chất nhận ( hợp chất ion ) hoặc tạo thành cặp electron dùng chung lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn ( hợp chất cộng hoá trị ). Phương trình điện phân: là quá trình cho nhận electron gián tiếp nhờ vào dòng điện một chiều . Ở catot chất oxi hoá nhận eletron còn ở anot chất khử nhường eletron. Phản ứng oxi hoá khử. Mg + Cl2 MaCl2 ( hợp chất ion ) H2 + Cl2 2HCl ( hợp chất cộng hoá trị ). Sự điện phân nóng chảy NaCl khi có dòng điện một chiều đi qua. Ở catot: 2Na+ + 2e 2Na Ở anot: 2Cl 2e Cl2 b> Sự điện li. CuSO4 = Cu2+ + SO NaCl = Na+ + Cl H2O H+ + OH Khi có dòng điện một chiều đi qua. Ở catot: Cu2+ +2eCu Ở anot: 2Cl 2eCl2 Như vậy ban đầu xảy ra phương trình điện phân : CuSO4 + 2NaCl Cu + Cl2 + Na2SO4 (1) Nếu b = 2a CuSO4 , NaCl xảy ra theo phản ứng (1) tham gia hết , dung dịch sau điện phân là Na2SO4 nên tiếp tục điện phân thì H2O sẽ tham gia điện phân. H2O H2 + O2 (2) Nếu b > 2a: Theo phản ứng (1) dung dịch thu được sau phản ứng ngoài Na2SO4 (a mol ) còn có NaCl dư ( b – 2a ) mol. Nếu tiếp tục điện phân thì NaCl trong dung dịch điện phân trước theo phản ứng. 2NaCl + H2O H2 + Cl2 + 2NaOH (3) Dung dịch thu được sau (3) có Na2SO4 a mol và NaOH (b 2a) mol. Nếu tiếp tục điện phân thì H2O bị điện phân theo phản ứng (2). Nếu b < 2a: Theo phản ứng (1) dung dịch thu được sau phản ứng ngoài Na2SO4 ( mol ) còn có CuSO4 dư ( a – ) mol. Nếu tiếp tục điện phân thì CuSO4 trong dung dịch điện phân trước theo phản ứng. CuSO4 + H2O Cu + O2 + H2SO4 (4) Dung dịch thu được sau (4) có Na2SO4 mol và H2SO4 (a ) mol. Nếu tiếp tục điện phân thì H2O bị điện phân theo phản ứng (2). Bài 9: a> Cho các chất ACln , RxOy , MOH ở trạng thái nóng chảy. Viết phương trình điện phân từng chất. Phương pháp trên dùng để điều chế kim loại nào ? b> Trong công nghiệp khi điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn hai điện cực , thu được hỗn hợp gồm NaOH + NaCl ở khu vực catot. Bằng phương pháp nào có thể tách được NaCl để thu được NaOH tinh khiết. c> Phân huỷ hoàn toàn a gam CaCO3 để lấy khí CO2. Điện phân dung dịch chứa b gam NaCl (điện cực trơ , màng ngăn xốp ) tới khi còn lại 25% NaCl không bị điện phân và tách lấy dung dịch NaOH (dd X ); cho khí CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch X được dung dịch Y. Biết dung dịch Y vừa tác dụng được với dung dịch KOH và vừa tác dụng được với dung dịch BaCl2. Viết ptpư xảy ra, lập biểu thức biễu diễn quan hệ giữa a và b? Hướng dẫn. a> Phường trình điện phân. 2ACln 2A + Cl2 (1) Điều chế kim loại từ K đến Al. 2RxOy 2xR + yO2 (2) Điều chế Al trong công nghiệp. 4MOH 4M + O2 + 2H2O (3) Điều chế Na, K b> Tách NaOH ra khỏi hỗn hợp NaCl và NaOH dùng phương pháp kết tinh phân đoạn dựa vào độ tan của NaCl bé hơn NaOH nên khi cô cạn thì NaCl kết tinh trước còn lại NaOH. c> Các phản ứng xảy ra. CaCO3 CaO + CO2 (1) 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2+ Cl2 (2) CO2 + NaOH NaHCO3 (3) NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O (4) NaHCO3 + KOH NaKCO3 + H2O (5) Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl (6) Vì CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch NaOH (X) được dung dịch (Y) có khả năng vừa tác dụng được với KOH vừa có khả năng tác dụng được với BaCl2 nên dung dịch Y phải gồm 2 muối (muối trung hoà và muối axit). Điều kiện: 1 < < 2 n = n CaCO = mol. nNaOH = nNaCl điện phân = x = mol. Vậy ta có: < < 2.
THầY GIáO: MAI TIếN DũNG TR-ờng THPT hậu lộc * BI DNG HC SINH KH - GII * LUYN THI THPT QUC GIA TI LIU LU HNH NI B Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân A Kiến thức I S in phõn nh ngha in phõn l s thc hin cỏc quỏ trỡnh oxi hoỏ - kh trờn b mt in cc nh dũng in mt chiu bờn ngoi Quỏ trỡnh in phõn c biu din bng s in phõn Vớ d: S in phõn NaCl núng chy t NaCln/c Na + Cl Catụt (- ) Anụt ( + ) Na Cl catụt: xy quỏ trỡnh kh 2Na +2eNa anụt: xy quỏ trỡnh oxi hoỏ 2Cl - 2e Cl2 Phng trỡnh in phõn NaCl núng chy: 2NaCl dpnc 2Na + Cl2 in phõn hp cht núng chy trng thỏi núng chy, cỏc tinh th cht in phõn b phỏ v thnh cỏc ion chuyn ng hn lon Khi cú dũng in mt chiu chy qua, ion dng chy v catụt v b kh ú, ion õm chy v anụt v b oxi hoỏ ú Vớ d: in phõn KOH núng chy t KOH n/c K + OH Catụt (- ) K Anụt ( + ) OH 2OH - 2e H2O + 2K +2e K O2 Phng trỡnh in phõn KOH dpnc 2K + H2O + O2 in phõn núng chy xy nhit cao nờn cú th xy phn ng ph gia sn phm in phõn (O2, Cl2 ) v in cc (anụt) thng lm bng than chỡ Vớ d: in phõn Al2O3 núng chy (cú pha thờm criolit 3NaF.AlF3) 1000oC t Al2O3 n/c 2Al + 3O Catụt (- ) Al Anụt ( + ) O 3O - 6e 2Al +6e2Al Phng trỡnh in phõn Al2O3 dpnc 2Al + O2 t Phn ng ph: C +O2 CO2 Thy giỏo: Mai Tin Dng O2 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân (Than chỡ lm anụt b mt dn, nờn sau mt thi gian phi b sung vo in cc) ng dng: Phng phỏp in phõn hp cht núng chy c dựng iu ch cỏc kim loi hot ng mnh: iu ch kim loi kim: in phõn mui clorua hoc hiroxit núng chy iu ch kim loi kim th: in phõn mui clorua núng chy iu ch Al: in phõn Al2O3 núng chy in phõn dung dch nc a) Nguyờn tc: Khi in phõn dung dch, tham gia cỏc quỏ trỡnh oxi hoỏ - kh in cc ngoi cỏc ion ca cht in phõn cũn cú th cú cỏc ion H+ v OH ca nc v bn thõn kim loi lm in cc Khi ú quỏ trỡnh oxi hoỏ - kh thc t xy ph thuc vo so sỏnh tớnh oxi hoỏ - kh mnh hay yu ca cỏc cht bỡnh in phõn b) Th t kh catụt Kim loi cng yu thỡ cation ca nú cú tớnh oxi hoỏ cng mnh v cng d b kh catụt (tr trng hp ion H+) Cú th ỏp dng quy tc sau: D kh nht l cỏc cation kim loi ng sau Al dóy th in hoỏ (tr ion H+), ú ion kim loi cng ci dóy cng d b kh Tip n l ion H+ ca dung dch Khú kh nht l cỏc ion kim loi mnh, k t Al, v phớa u dóy th in hoỏ (Al3+, Mg2+, Ca2+, Na+, ) Nhng ion ny thc t khụng bao gi b kh in phõn dung dch c) Th t oxi hoỏ canụt Núi chung ion hoc phõn t no cú tớnh kh mnh thỡ cng d b oxi hoỏ Cú th ỏp dng kinh nghim sau: D b oxi hoỏ nht l bn thõn cỏc kim loi dựng lm anụt Tr trng hp anụt tr (khụng b n mũn) lm bng Pt, hay than chỡ (C) Sau ú n cỏc ion gc axit khụng cú oxi: I, Br, Cl, Ri n ion OH ca nc hoc ca kim tan dung dch Khú b oxi hoỏ nht l cỏc anion gc axit cú oxi nh , , Thc t cỏc anion ny khụng b oxi hoỏ in phõn dung dch * Quy tắc Catôt : ( Xét điện cực thông th-ờng ) Các cation catôt ( - ) , nhận electron theo thứ tự từ dễ đến khó sau: Ion kim loại yếu ( Từ Hg2+ đến Cu2+) H+ axit Ion kim loại trung bình ( Từ Pb2+ đến Zn2+) H+ Của n-ớc Ion kim loại mạnh ( Từ Al3+ đến K+) Dễ nhận electron Khó nhận electron + Khả nhận electron dung dịch H 2O số ion th-ờng gặp giảm dần nhsau: 2+ Hg > Ag+ > Hg 22 > Fe3+ > Cu2+ > H+ axit > Pb2+ > Sn2+ > Ni2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+ n-ớc > ( K+ đến Al3+ ) thực tế không bị khử dung dịch H2O * Quy tắc Anôt: ( Xét với điện cực trơ: Pt, grafit, chì, Iriđi) Các anion anôt ( + ) , nh-ờng electron theo thứ tự từ dễ đến khó sau: Anion oxi ( S2-, I , OH bazơ - H2O Br -, Cl ) RCOO Thy giỏo: Mai Tin Dng Anion có oxi ( NO , CO 32 , SO 32 F ) Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Dễ nh-ờng electron Khó nh-ờng electron * Hiện t-ợng d-ơng cực tan: Quá trình điện phân xảy Anôt ( anôt làm kim loại Cu, Sn, Ag, ) trình tan kim loại làm anôt ( nghĩa kim loại lam anôt tan , bị oxi hoá ) Các anôt khác có mặt dung dịch điện li hầu nh- nguyên vẹn ( không bị oxi hoá ) Nếu anôt làm kim loại mà ion có dung dịch , điện phân anôt bị hoà tan dần Hiện t-ợng gọi t-ợng d-ơng cực tan Khi độ giảm khối l-ợng anôt độ tăng khối l-ợng catôt ( kim loại bị đẩy bị đẩy bám vào catôt ) Chú ý: Ngoài phản ứng xảy điện phân, có phản ứng phụ xảy điện cực , chất tan dung dịch, chất dùng làm điện cực d) Mt s vớ d ỏp dng quy tc trờn Vớ d 1: in phõn dung dch CuCl2 vi in cc than chỡ: t CuCl2 dd Cu2 + 2Cl H2 O H+ + OH Catụt (- ) Anụt ( + ) + Cu , H Cl , OH Cu2 + 2e Cu 2Cl - 2e Cl2 Phng trỡnh in phõn: dd CuCl2 p Cu + Cl2 Vớ d 2: in phõn dung dch NiCl2 vi in cc bng niken t NiCl2 dd Ni2 + 2Cl H2 O H+ + OH Catụt (- ) Anụt ( + ) Ni Ni2 , H+ Cl , OH i Ni2 + 2e Ni Ni - 2e Ni2 Thc cht quỏ trỡnh in phõn l s chuyn Ni t anụt sang catụt nh dũng in Phng phỏp c ng dng tinh ch kim loi Vớ d 3: in phõn dung dch Na2SO4 vi in cc Pt: t Na2SO4 dd 2Na + SO 24 H2 O H+ + OH Catụt (- ) Na , H+ Anụt ( + ) SO 24 , OH 2H + 2e H2 2OH - 2e H2O + Phng trỡnh in phõn: dd H2O p H2 + O2 Vớ d 4: in phõn dung dch NaCl vi anụt bng than chỡ: t NaCl dd 2Na + Cl H2 O H+ + OH Thy giỏo: Mai Tin Dng O2 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Catụt (- ) Anụt ( + ) + Na , H Cl , OH 2H + 2e H2 2Cl - 2e Cl2 Phng trỡnh in phõn: dd NaCl + 2H2O p H2 + Cl2 + 2Na + 2OH Trong quỏ trỡnh in phõn, dung dch khu vc xung quanh catụt, ion H + b mt dn., H2O tip tc in li, ú khu vc ny giu ion OH to thnh (cựng vi Na+) dung dch NaOH anụt, ion Cl b oxi hoỏ thnh Cl2 Mt phn ho tan vo dung dch v mt phn khuch tỏn sang catụt, tỏc dng vi NaOH to thnh nc Javen: Vỡ vy mun thu c NaOH phi trỏnh phn ng to nc Javen bng cỏch dựng mng ngn bao bc ly khu vc anụt ngn khớ Cl2 khuch tỏn vo dung dch Vớ d 5: in phõn dung dch KNO3 vi anụt bng Cu t KNO dd K + NO H2 O H+ + OH Catụt (- ) Anụt ( + ) Cu + K ,H NO , OH Cu 2H + 2e H2 Cu - 2e Cu2+ Khi in phõn, khu vc catụt, ion H+ mt dn, nng OH tng dn, dung dch ú cú tớnh kim tng dn anụt ion Cu2+ tan vo dung dch Trong dung dch xy phn ng Cu2+ + OH Cu(OH)2 xanh lam Phng trỡnh in phõn: dd Cu + 2H2O p Cu(OH)2 + H2 Bn thõn KNO3 khụng b bin i nhng nng tng dn ng dng ca in phõn dung dch: iu ch kim loi ng sau Al dóy th in hoỏ Tinh ch kim loi M v ỳc kim loi bng in iu ch mt s hoỏ cht thụng dng: H2, Cl2, O2,, hiroxit kim loi kim Tỏch riờng mt s kim loi hn hp dung dch Cụng thc Faraõy a Công thức hợp định luật Farađay m = A Q A It = n F n F Trong ú: m l lng cht c gii phúng in phõn (gam) A l lng mol ca cht ú n l s e trao i to thnh mt nguyờn t hay phõn t cht ú Q l in lng phúng qua bỡnh in phõn (Culụng) F l s Faraõy (F = 96500 Culụng.mol-1) Nu t (s) : F = 96500; nu t(h) : F = 26,8 l l cng dũng in (Ampe) t l thi gian in phõn (giõy) Vớ d: Tớnh lng oxi c gii phúng anụt cho dũng in ampe qua bỡnh in phõn ng dung dch Na2SO4 gi 20 phỳt 25 giõy Thy giỏo: Mai Tin Dng Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Gii: p dng cụng thc Faraõy: A = 16 , n = , t = 4825 giõy , I = 5; m= 16 4825x5 = gam 96500 Chỳ ý: + q = It ( q l in lng ) cỏc bỡnh in phõn mc ni tip + A l ng lng gam ca cht c gii phúng in cc n b Công thức hợp định luật Farađay A Đại l-ợng x tính gam, gọi đ-ơng l-ợng gam X ( Đlg X ) n Tổng số Đlg chất thoát K phải A Khối l-ợng chất thoát điện cực tỉ lệ thuận với Đlg chúng D lg X mX = D lg Y mY Số mol chất X, Y thu đ-ợc điện cực tỉ lệ nghịch với hoá trị chúng: nX HTrY = HTrX nY c Hiệu suất điện phân: ( hay hiệu suất dòng) H% đp l-ợng chất thoát điện cực x 100% H% = l-ợng chất thoát tính theo định luật Farađây Một số l-u ý khí giải toán : + Nếu l-ợng đơn chất ta dùng công thức Farađay + Nếu l-ợng hợp chất, ta tính l-ợng đơn chất tr-ớc sau dựa vào ph-ơng trình điện phân tính l-ợng hợp chất Nếu gặp toán biến dạng: + Nhiếu bình điện phân mắc nối tiếp: c-ờng độ dòng điện ( I ) BĐP ( I1 = I2 = I3 = ) thời gian điện phân nh- nhau, ( Q = I t ) Qua BĐP nh- L-u ý: Khi điện phân nhiều BĐP mắc nối tiếp , phụ thu nh-ờnh electron điện cực tên phải nh- chất sinh điện cực tên tỉ lệ mol với Vidụ: Mắc nối tiếp BĐP ( ) chứa dung dịch AgNO3, BĐP ( ) chứa dung dịch CuSO4 có dòng điện chiều qua: ( K ) BĐP ( ): 2Ag + + 2e 2Ag ( K ) BĐP ( ): Cu2 + + 2e Cu Và nAg = 2nCu Nhiều BĐP mắc song song: Khi BĐP mắc song song, R = R2 I1 = I2 = B Bài tập vận dụng Loi 1: Bi lý thuyt Bi 1: a> S in li v s in phõn cú phi l quỏ trỡnh oxi hoỏ kh khụng ? Thy giỏo: Mai Tin Dng I Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân b> Vit phng trỡnh phn ng cú th xy in phõn dung dch hn hp gm HCl, CuCl2, NaCl vi in cc tr cú mng ngn Hóy cho bit pH dung dch thay i nh th no ( tng hay gim ) quỏ trỡnh in phõn Hng dn a> S in li khụng phi l quỏ trỡnh oxi hoỏ kh khụng cú s thay i s oxi hoỏ cỏc nguyờn t Vớ d: NaCl Na+ + Cl S in phõn l quỏ trỡnh oxi hoỏ kh vỡ cú s thay i s oxi hoỏ ca cỏc nguyờn t Vớ d: NaCl dpnc Na +Cl2 b> catot ( - ), quỏ trỡnh kh xy theo trt t: Cu2+ + 2e Cu ( pH < 7, khụng i ) 2H+ + 2e H2 ( pH tng dn n ) 2H2O + 2e H2 + 2OH ( pH tng dn vi pH > ) anot ( + ), xy quỏ trỡnh oxi hoỏ : 2Cl - 2e Cl2 Cú th chia thnh cỏc giai on sau: dd Giai on 1: CuCl2 p Cu + Cl2 p dd Giai on 2: 2HCl H2 + Cl2 dd Giai on 3: 2NaCl + 2H2O p NaOH + H2 + Cl2 p dd Giai on 4: 2H2O 2H2 + O2 Bi 2: a> Hóy nờu bn cht ca quỏ trỡnh in phõn b> Nhng quỏ trỡnh no ó xy trờn b mt in cc Platin in phõn dung dch AgNO3 Vit s in phõn v phng trỡnh dng tng quỏt c> Nu mụi trng ca dung dch sau in phõn cú pH = vi hiu sut in phõn l 80% th tớch dung dch xem nh khụng i ( lớt ), thỡ nng ca cỏc cht dung dch sau in phõn l bao nhiờu? Tớnh lng AgNO3 dung dch u ? Hng dn a> Bn cht ca quỏ trỡnh in phõn: S oxi hoỏ kh xy ti b mt in cc ( ca bỡnh in phõn ) di tỏc dng ca dũng in mt chiu b> AgNO3 Ag+ + NO H2O H++ OH Catot ( - ) Ag+ + eAg Anot ( + ) 2H2O - 4e 4H+ + O2 dd Ptp: 4AgNO3 + 2H2O p 4Ag + O2 + 4HNO3 c> Nu dung dch sau in phõn cú pH = 13 [H+] = 10-13 = 0,001 mol/l dd 4AgNO3 + 2H2O p 4Ag + O2 + 4HNO3 t p x p 0,001 0,001 Sau p ( x 0,001) 0,001 Do hiu sut in phõn l 80% nờn :0,001 = 80% x x = 1,25.10-3 Khi lng AgNO3 dung dch u l : 170 1,25.10-3 = 0,2125 gam Sau in phõn: Nng HNO3 l : 10-3 M v ca AgNO3 l 0,25.10-3M Bi 3: Hóy nờu s ging v khỏc gia hai quỏ trỡnh Cu tỏc dng vi dung dch AgNO v in phõn dung dch AgNO3 vi anot bng Cu Hng dn Thy giỏo: Mai Tin Dng Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Quỏ trỡnh Cu tỏc dng vi dung dch AgNO3 Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag Cu + 2Ag+ = Cu2+ + Ag Quỏ trỡnh in phõn dung dch AgNO3 cú anot lm bng Cu cú dũng in mt chiu i qua: catot: Ag + + e Ag anot: Cu - 2e Cu2+ * Ging nhau: quỏ trỡnh u l quỏ trỡnh oxi hoỏ kh: Cu kh ion Ag+ thnh Ag tỏch dung dch * Khỏc nhau: Quỏ trỡnh Cu tỏc dng AgNO3 xy trờn b mt Cu khụng cn dũng in Quỏ trỡnh in phõn xy trờn b mt hai in cc v ch xy cú tỏc dng ca dũng in mt chiu Bi 4: in phõn mui núng chy AX ( A l kim loi kim , X l Cl , Br, hoc I ) ta thu c cht rn A v khớ B Cho A tỏc dng vi nc c dung dch A v B Cho B tỏc dng vi B c khớ D Cho D tỏc dng vi dung dch A c dung dch E Cho mt ớt quỡ tớm vo dung dch E Vit phng trỡnh phn ng xy v gii thớch quỡ tớm cú mu gỡ? Hng dn Cỏc phng trỡnh phn ng 2AX dpnc (1) 2A + X2 (B) 2A + 2H2O= 2AOH + H2 (2) (A) (B) H2 + X2 = 2HX (3) (D) AOH + HX = AX + H2O (4) T cỏc phn ng trờn suy ra: nAOH = nA = n AX nHX = 2nX = nAX Bi 5: a> Cho bt Fe vo dung dchCuSO4 thỡ mu xanh ca dung dch li nht dn, ngc li cho bt Cu vo dung dch Fe2(SO4)3 thỡ dung dch cú mu nõu nht dn v mu xanh m dn Gii thớch hin tng xy b> Nu tin hnh in phõn vi in cc tr cú mng ngn mt dung dch cha cỏc ion 2+ Fe , Fe3+ , Cu2+ thỡ th t cỏc ion b in phõn catot nh th no ? Ti sao? c> Cho gam bt Fe tip xỳc vi oxi mt thi gian thy lng bt ó vt quỏ 1,41g Nu ch to thnh oxit st nht thỡ ú l oxit st no ? Hng dn a> Fe + CuSO4 Cu + FeSO4 mu xanh ca dung dch nht dn do: Cu2+ Cu Cu + Fe2(SO4)3 CuSO4 + 2FeSO4 mu nõu ca dung dch nht dn do: Fe3+ Fe2+ mu xanh ca dung dch m dn do: Cu Cu2+ b> Th t cỏc ion b in phõn catot ( thu e ) ph thuc vo kh nng oxi hoỏ Ta bit kh nng oxi hoỏ ca Fe3+ > Cu2+ > Fe2+ ( da trờn th in hoỏ ) nờn th t i n phõn catot Thy giỏo: Mai Tin Dng Tr-ờng thpt hậu lộc Fe + e Fe 2+ Cu +2e Cu 2+ Fe +2e Fe 3+ c> xFe + ôn thi đại học chuyên đề điện phân 2+ y O2 FexOy 56x 16y 56x + 16y tng 16 y gam Thc t gam st phn ng tng :1,41 = 0,41 gam Ta cú : 16y 56x = x : y = 2: Vy oxit st trờn l: Fe2O3 0,41 Bi 6: a> Khi in phõn cú mng ngn dung dch hn hp NaCl v HCl, sau mt thi gian xỏc nh thy : * Dung dich thu c lm quỡ tớm hoỏ * Dung dch thu c khụng lm i mu quỡ tớm * Dung dch thu c lm quỡ tớm hoỏ xanh Hóy gii thớch quỏ trỡnh in phõn trờn Vit phng trỡnh phn ng xy ra? b> Vit s in phõn dung dch hn hp KCl, MnCl2, Cu(NO3)2 (Vi in cc tr) Hng dn a> Th t in phõn dd 2HCl p (1) H2 + Cl2 p dd 2NaCl + H2O 2NaOH + H2 + Cl2 (2) * Khi dung dch thu c lm quỡ tớm hoỏ tc l axit cũn d, phn ng (1) ang xy phn ng (2) cha xy * Khi dung dch thu c khụng lm i mu quỡ tớm tc l mụi trng trung tớnh, phn ng (1) xy va , HCl ht phn ng (2) cha xy * Khi dung dch thu c lm quỡ tớm i mu xanh tc l mụi trng baz,phn ng (1) , (2) xy HCl ht phn ng (2) ang xy b> in phõn dung dch hn hp KCl, MnCl2, Cu(NO3)2 (Vi in cc tr) Phng trỡnh in li KCl K+ + Cl MnCl2 Mn2+ + 2Cl Cu(NO3)2 Cu2+ + NO 32 H2 O H+ + OH Khi cú dũng in mt chiu i qua catot cú s kh theo th t Cu2+, Mn2+ nu thi gian in phõn cho phộp , cui cựng H2O s tham gia in phõn Cu2+ +2eCu Mn2+ +2eMn 2H2O + 2eH2 +2OH anot Cl tham gia in phõn trc , nu thi gian in phõn cho phộp cui cựng H2O s tham gia in phõn 2Cl -2eCl2 H2O - 2e Thy giỏo: Mai Tin Dng O2 +2H Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Bi 7: a> Thit lp s in phõn dung dch h hp ( H2SO4 , CuSO4 , KBr ) ú nng mol ca hai mui bng Nu thờm vai git quỡ tớm vo dung dch thỡ mu ca dung dch thay i nh th no quỏ trỡnh in phõn b> Nu thnh nguyờn tc chung trng hp in phõn dung dch mui nhn c dung dch axit, dung dch kim? Cho vớ d minh ho? Hng dn a> in phõn dung dch h hp ( H2SO4 , CuSO4 , KBr ) ú nng mol ca hai mui bng S in li H2SO4 = 2H+ + SO 24 CuSO4 = Cu2+ + SO 24 KBr = K+ + Br H2 O H+ + OH Khi cú dũng in mt chiu i qua catot: Cu2+ +2eCu Khi ht Cu2+ 2H+ + 2eH2 anot: 2Br -2eBr2 Khi ht Br H2O - 2e O2 +2H Nh vy ban u xy phng trỡnh in phõn : dd CuSO4 + 2KBr p (1) Cu + Br2 + K2SO4 Vỡ nCuSO = n KBr nờn sau phn ng (1) cũn ẵ s mol CuSO4 s tip tc in phõn theo phn ng sau: dd CuSO4 + H2O p Cu + O2 +H2SO4 (2) Khi ht CuSO4 dung dch cũn H2SO4 v K2SO4 s tip tc xy phn ng in phõn dd H2O p H2 + O2 (3) Nh vy sau ln in phõn H2SO4 khụng nhng khụng mt i m nng cũn tng thờm phn ng (2) b> in phõn dung dch mui cho dung dch axit, dung dch kim * To dung dch axit: Ta bit mui cú cuto gm hai thnh phn : Phn kim loi v phn gc axit: Kớ hiu n gin ca mui l MmXn ú dung dch mui cú ion : Mn+, Xm-, H+ v OH Mui sau in phõn dung dch thu c cú mụi trng axit HnX (H+ ,X m) thỡ Mn+ v OH phi tham gia in phõn nh vy Mn+ phi ng sau Al3+ dóy Bờkờtop v OH phi tham gia in phõn ( tc H2O tham gia in phõn ) thỡ X m- phi l ion õm cú oxi nh NO , SO 24 dd Vớ d: FeSO4 + H2O p Fe + O2 + H2SO4 * To dung dch kim M(OH)n ( Mn+ , OH ) thỡ Mn+ phi l ion kim loi mch nh Na+, K+, Ca2+, Ba2+ v Xm- phi tham gia in phõn tc l anion khụng cú oxi nh ( Cl ,Br , I ) dd Vớ d: 2KCl + H2O p H2 + Cl2 + 2KOH Thy giỏo: Mai Tin Dng 10 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân n CuSO ( 100 ml dung dch ) = 0,8.10 mol Gi s Ag+ b in phõn ht theo phng trỡnh: dd 2Ag2SO4 + 2H2O p Ag + O2 + 2H2SO4 -3 0,8.10 1,6.10-3 -3 Thi gian in phõn Ag2SO4 ; t1 = m.n F A.I (5) t1 309 giõy Vỡ bi cho thi gian in phõn l phỳt 43 giõy ( hay 463 giõy ) nờn Ag2SO4 ó b in phõn xong Thi gian t2 cũn li l : 463 309 = 154 giõy dnh cho phn ng in phõn CuSO4 Ptp: dd 2CuSO4 + 2H2O p (6) 2Cu + O2 + 2H2SO4 x x Gi s mol CuSO4 in phõn l x b in phõn trong thi gian t2 ( s ) ta cú : 64x = 64.0,5.154 x = 0,4.10-3 mol 96500.2 Do ú lng kim loi bỏm ( K ) bng : 108.1,6.10-3 + 64 0,4.10-3 = 0,1984 gam b) Ag2SO4 = 2Ag+ + SO 24 (7) 2+ CuSO4 = Cu + SO (8) (K) (A) Cu + 2+ ( Ag , Cu ,H2O ) ( SO 24 , H2O ) H2 O H+ + OH H2 O H+ + OH Ag+ + e Ag Cu - 2e Cu2+ Phng trỡnh in phõn Cu + Ag2SO4 2Ag + CuSO4 gim lng ca anot: ( Do anot bng Cu tan dn ) m (A) = 0,8.10-3 64 = 0,0512 gam tng lng ca catot: ( Do Ag bỏm vo ) m (K) = 1,6.10-3 108 = 0,1728 gam * Hiện t-ợng d-ơng cực tan: Quá trình điện phân xảy Anôt ( anôt làm kim loại Cu, Sn, Ag, ) trình tan kim loại làm anôt ( nghĩa kim loại lam anôt tan , bị oxi hoá ) Các anôt khác có mặt dung dịch điện li hầu nh- nguyên vẹn ( không bị oxi hoá ) * Nếu anôt làm kim loại mà ion có dung dịch , điện phân anôt bị hoà tan dần Hiện t-ợng gọi t-ợng d-ơng cực tan Khi độ giảm khối l-ợng anôt độ tăng khối l-ợng catôt ( kim loại bị đẩy bị đẩy bám vào catôt ) Chú ý: Ngoài phản ứng xảy điện phân, có phản ứng phụ xảy điện cực , chất tan dung dịch, chất dùng làm điện cực Vớ d 3: in phõn dung dch AgNO3 vi in cc bng Ag Lỳc u in cc cú lng bng , sau t (gi) in phõn , em in cc cõn li thy hn kộm 27 gam Tớnh t ( gi ) in phõn, bit cng dũng in l 2,68 A Hng dn Khi in phõn dung dch AgNO3 vi in cc bng Ag anot (A) : Ag - e Ag+ v catot (K) : Ag+ + e Ag Thy giỏo: Mai Tin Dng 19 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Gi lng mi in cc ban u l m (g), lng anot ( lm bng Ag ) tan l x (g) Sau mt thi gian in phõn: mA < mK hay mK mA = ( m + x ) ( m + x ) = 27 gam x = 13,5 gam 13,5 = 0,125 mol 108 26,8.0,125.1 Vy thi gian in phõn l: t = = 1,25 gi 2,68 nAg tan = nAg bỏm = Lu ý gi bi toỏn in phõn hn hp dung dch mui ( Mi mui ch cú cation hoc mt anion tham gia in phõn ) Vớ d: in phõn dung dch hn hp KCl v CuSO4 Giai on 1: dd CuSO4 + 2KCl p (1) Cu + K2SO4 + Cl2 (K) (A) * Nu KCl d: Giai on 2: dd 2KCl + H2O p (2) 2KOH + H2 + Cl2 (K) (A) + Hin tng catot cú khớ bay lờn, dung dch to thnh cú mụi trng baz hay ( pH>7) * Nu CuSO4 d: Giai on 2: dd CuSO4 + H2O p (2) Cu + H2SO4 + O2 (K) (A) + Hin tng catot cú thờm kim loi bỏm vo ( lng tng ), dung dch thu c cú mụi trng axit ( pH < ) Nu: bi cho dung dch sau in phõn cú kh nng ho tan c Al2O3 ( ZnO) hoc Al(OH)3 ( Zn(OH)2 ) thỡ phi xột hai trng hp TH1: KCl d dung dch thu c cú mụi trng baz ( KOH ) 2KOH + Al2O3 2KAlO2 + H2O TH2: CuSO4 d dung dch thu c cú mụi trng axit (H2SO4 ) H2SO4 + Al2O3 Al2(SO4)3 + H2O Vớ d 4: in phõn 100 ml dung dch cha CuSO4 v NaCl cú nng 0,1 mol/l vi bỡnh in phõn cú mng ngn, in cc tr , cng dũng in 0,5 A Tớnh thi gian in phõn nu dung dch nhn c sau in phõn cú pH = Gi s th tớch dung dch thay i khụng ỏng k sut quỏ trỡnh in phõn Hng dn + Dung dch sau in phõn cú pH = hay [H ] = 10-2 mol/l phng trỡnh in phõn dd CuSO4 + 2NaCl p (1) Cu + Cl2 + Na2SO4 p dd CuSO4 + H2O (2) Cu + ẵ O2 + H2SO4 -2 T (1): nCu = n H SO = ẵ n H = ẵ (0,1.10 ) = 0,0005 mol/l nCu( p ) = nCu (1) + nCu (2) = 0,005 + 0,0005 = 0,0055 mol < nCu2+ ( ban u ) = 0,01 mol Vy sau in phõn Cu2+ d p dng nh lut Faraday ta cú thi gian in phõn dung dch l : t= Thy giỏo: Mai Tin Dng nCu n.F = 2123 giõy I 20 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Vớ d 5: in phõn 500 ml dung dch A cú cha FeSO4 v KCl vi in cc tr gia cỏc in cc cú mng ngn xp ngn cỏch Sau in phõn xong anot thu c 4,48 lớt khớ B (ktc), catụt thu c khớ C v bỡnh in phõn thu c dung dch D Dung dch D ho tan c ti a 15,3 gam Al2O3 a> Tớnh nng mol/l cỏc cht dung dch A b> Tớnh th tớch khớ C thoỏt catot ( theo lớt ) 2730C v 1atm c> Sau in phõn lng dung dch A gim i bao nhiờu gam? Hng dn a> phng trỡnh in phõn dd FeSO4 + 2KCl p (1) Fe + Cl2 + K2SO4 x 2x x Vỡ in phõn xong thỡ catot cú khớ bay nờn FeSO4 phi ht KCl d sau phn ng (1) ú xy phn ng in phõn dung dch KCl d dd 2KCl + H2O p (2) 2KOH + H2 + Cl2 y ẵy ẵy KOH + Al2O3 (3) 2KAlO2 + H2O y ẵy Gi s mol FeSO4 v KCl in phõn phng trỡnh (1) v (2) ln lt l x, y n Al O = 0,15 mol y = 0,3 mol n Cl = 0,2 mol T (1) , (2) ta cú x + ẵ y = 0,2 x = 0,05 mol CM ( FeSO ) = 0,1 M CM ( KCl ) = 0,8 M b> Khớ C l H2 cú th tớch 273 C v 1atm l : 6,72 lớt c> Khi lng dung dch ban u : m dd gim = m Fe + m Cl + m H = 17,3 gam Dng 3: in phõn trng hp nhiu bỡnh in phõn mc ni tip hay song song * Mt s lu ý gii bi + Nu bi cho thc hin quỏ trỡnh in phõn gm nhiu giai on xy k tip , cú th d oỏn cỏc giai on no ó xy da trờn lng sn phm xut hin in cc vo nhng thi im khỏc Chng hn : Nu thi gian in phõn tng lờn n ln , lng sn phm ( lng kim loi thoỏt catot) cng tng lờn n ln Cú th kt lun rng: bờn in cc ú ch xy mt phn ng nht Mn+ + ne M Nu bi toỏn cho thi gian in phõn tng lờn n ln nhng lng sn phm ch tng lờn nln ( m n < n ) Cú th kt lun rng : Ton b ion Mn+ dung dch ó b in phõn ht thnh kim loi M v mM ( thu c catot ) = mM n ( dung dch u ) Sau in phõn ht ion Mn+ , bờn catot chuyn qua mt giai on in phõn khỏc ( thng l n lt in phõn H2O ) + Nếu gặp toán biến dạng: Nhiếu bình điện phân mắc nối tiếp: c-ờng độ dòng điện ( I ) BĐP ( I1 = I2 = I3 = ) thời gian điện phân nh- nhau, ( Q = I t ) Qua BĐP nh- 2 Thy giỏo: Mai Tin Dng 21 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân L-u ý: Khi điện phân nhiều BĐP mắc nối tiếp , phụ thu nh-ờnh electron điện cực tên phải nh- chất sinh điện cực tên tỉ lệ mol với Vidụ: Mắc nối tiếp BĐP ( ) chứa dung dịch AgNO3, BĐP ( ) chứa dung dịch CuSO4 có dòng điện chiều qua: ( K ) BĐP ( ): 2Ag + + 2e 2Ag ( K ) BĐP ( ): Cu2 + + 2e Cu Và nAg = 2nCu Nhiều BĐP mắc song song: Khi BĐP mắc song song, R = R2 I1 = I2 = I Vớ d 1:Mc ni tip bỡnh in phõn: Bỡnh X cha 800 ml dung dch mui MCl nng a mol/l v HCl nng 4a mol/l bỡnh Y cha 800 ml dung dich AgNO3 + Sau phỳt 13 giõy in phõn thỡ catot bỡnh X thoỏt 1,6 gam kim loi, cũn bỡnh Y thoỏt 5,4 gam kim loi + Sau phỳt 39 giõy in phõn thỡ catot bỡnh X thoỏt 3,2 gam kim loi, cũn bỡnh Y thoỏt 16,2 gam kim loi Bit cng dũng in khụng i v hiu sut in phõn l 100% Sau phỳt 39 giõy thỡ ngng in phõn, ly dung dch thu c sau in phõn vo thỡ thu c 6,1705 gam kt ta v dung dch Z cú th tớch l 1,6 lớt 1> Gii thớch cỏc quỏ trỡnh in phõn 2> Tớnh lng nguyờn t M 3> Tớnh nng mol/l ca cỏc cht cỏc dung dch ban u bỡnh X,Y v dung dch Z, gi s th tớch cỏc dung dch khụng i 4> Hóy so sỏnh th tớch khớ thoỏt anot ca cỏc bỡnh X v Y Hng dn 1> Gii thớch quỏ trỡnh in phõn Cú th mụ t d kin bi cho theo bng túm tt sau Thi gian in phõn Catot bỡnh X Catot bỡnh Y phỳt 13 giõy 1,6 gam kim loi 5,4 gam kim loi phỳt 39 giõy 3,2 gam kim loi 16,2 gam kim loi Nhn xột: Tu thi gian in phõn gp ln lng , kim loi thoỏt catot bỡnh X ch tng gp ụi ( 3,2 : 1,6 = ln ) Chng t MCl2 ó b in phõn ht theo ptp sau: dd MCl2 p (1) M + Cl2 p dd V mt phn HCl b in phõn : 2HCl (2) H2 + Cl2 Cũn bỡnh Y lng kim loi thoỏt tng gp ln , mt khỏc trn dung dch sau in phõn cú kt ta xut hin Chng t AgNO3 b in phõn cha ht dd 4AgNO3 + 2H2O p (3) 4Ag + O2 + 4HNO3 p dd AgNO3 ( d) + HCl (4) AgCl + HNO3 Vỡ hai bỡnh in phõn mc ni tip, in lng Q = It Qua bỡnh l nh nờn ta cú t l: It = 1,6.2.96500 5,4.1.96500 = M = 64 ( Cu ) M 108 Ta cú : T (1) nM = nMCl = 0,05 mol Thy giỏo: Mai Tin Dng 22 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân 0,05 CM( MCl ) = = 0,0625 M 0,8 CM ( HCl ) = 0,0625 = 0,25 M nAgNO ( b in phõn ) = 0,15 mol T (4) nAgNO (4) = n HCl (4) = nAgCl = 0,043 mol CM(AgNO ) = 0,15 0,043 = 0,241 M 0,8 * Trong dung dch Z cú HCl v HNO3 So sỏnh (1) v (2) Vỡ hai bỡnh in phõn cựng in lng q = It Do mc ni tip nờn nCl (1)= nCl (2) hay n HCl ( 313) = 2nMCl ( 313) =2 1,6 =0,05 mol 64 nHCl cũn li = nHCl ban u - n HCl (4) = 0,107 mol CM ( HCl ) dung dch Z = 0,0669 M Theo (3), (4): nHNO = n AgNO = 0,241.0,8 = 0,1928 mol Do ú: CM(HNO ) = 0,1205 M Do mc ni tip nờn cú cựng mt in lng qua bỡnh in phõn nO (bỡnh Y ) = It It v nCl ( bỡnh X ) = 2.96500 96500 nO = ẵ nCl nCl = 2nO hay VCl = 2VO Vớ d 2:Cú bỡnh in phõn: bỡnh (1) ng 400 ml dung dch CuCl2 2x (M), bỡnh (2) ng 800ml dung dch AgNO3 x (M) : bỡnh (3) ng 100 ml dung dch hn hp Cu(NO 3)2 v Ni(NO3)2 Mc ni tip bỡnh (1) vi bỡnh (2) Cũn bỡnh (3) c mc song song vi bỡnh (1) v bỡnh (2) , in phõn vi dũng in cú cng I = 2,68A Trong thi gian 12 phỳt thỡ ngng quỏ trỡnh in phõn Ly dung dch bỡnh (1) vo bỡnh (2), thy xut hin kt ta em phõn tớch dung dch nc lc thy cú 0,05mol/l ion Cl Cũn bỡnh (3) thỡ cỏc cation kim loi va b in phõn ht , em catot bỡnh (3) cõn li thy tng thờm 0,4 gam Tớnh nng mol/l ca cỏc cht bỡnh in phõn Gi s in tr ca dung dch l nh v th tớch dung dch thay i khụng ỏng k quỏ trỡnh in phõn S: x = 1,933 M ; [Cu2+]= ; [Ni2+] Bi tp: Bi 1: Ho tan m gam hn hp gm Al, Cu, Ag bng dung dch HNO va ( phn ng cho NO ) thu c dung dch A, pha loóng dung dch A ri em in phõn , thu c 1,296 gam kim loi bờn catot v 67,2 ml khớ (ktc) bờn anot thỡ ngng in phõn.Cho vo dung dch sau in phõn 0,81 gam bt nhụm ri lc u cho n ht mu xanh, tỏch phn cht rn, sy khụ, cõn c 3,891 gam Cho khớ NH3 i qua dung dch nc lc cho n phn ng xong Lc ly kt ta ri em nung n lng khụng i c 1,989 gam Tớnh thnh phn mi kim loi hn hp bit rng s mol Al hn hp bng 1/6 tng s mol Cu v Ag ỏp ỏn : mCu = 1,92 gam; mAg = 3,24 gam ; mAl = 0,27 gam Bi 2: Ho tan 13,5 gam CuCl2 v 15,1 gam KCl vo 171,4 gam H2O c dung dch A a> Tớnh nng % cỏc cht dung dch A b> em in phõn dung dch A vi bỡnh in phõn cú mng ngn vi in cc tr v dũng in cú cng l 13,4 A thi gian in phõn l gi hiu sut in phõn l 90% Thy giỏo: Mai Tin Dng 23 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Tớnh nng % cỏc cht sau in phõn ỏp ỏn: a> C% CuCl2 = 6,75%; C% KCl = 7,55% b> C% KOH = 6,72% Bi 3: in phõn 200 ml dung dch AgNO3 0,2 M v HNO3 cha bit nng thi gian 4h 3giõy vi cng dũng in l 0,201A, cc õm thu c 3,078 gam Ag v cc dng thu c oxi a> Tớnh hiu sut ca quỏ trỡnh in phõn b> Xỏc nh nng phõn t gam ca HNO3 dung dch u ( nu xem hiu sut phn ng in phõn l 100% - t cõu hi ny tr i ) Bit rng sau in phõn cn 250ml dung dch NaOH 1,5M trung ho c> Nu khụng trung ho dung dch sau in phõn m cho thờm vo dung dch ú 3,78g Zn(NO3)2 ri tip tc in phõn mt thi gian thỡ: * Thnh phn % lng cỏc kim loi bỏm vo cc õm l bao nhiờu * Xỏc nh nng phõn t gam ca dung dch sau kt thỳc hon ton quỏ trỡnh in phõn Khụng k s thay i th tớch ca dung dch quỏ trỡnh in phõn ỏp ỏn: a> H = 95% b> CM(HNO ) = 1,725 M c> Thnh phn % lng cỏc kim loi bỏm vo catot l: %Ag = 86,9% ; % Zn = 13,1% Nng mol/l cỏc cht sau kt thỳc in phõn CM (HNO ) = 2,025M CM Zn(NO ) = 0,05 M Bi 4: Ho tan 40 gam CuSO4.nH2O vo nc c dung dch A Ho tan a gam tinh th NiSO4 7H2O vo nc c dung dch B Cho dung dch A v B vo bỡnh in phõn c mc ni tip in phõn hon ton cỏc ion kim loi cú mi dung dch cn dũng in cú I = 2,144A v thi gian gi Tớnh % lng ca H2O cú CuSO4 ngm H2O v a gam ỏp ỏn: CuSO4 H2O ; % mH O = 36% Bi 5: Ho tan150 gam tinh th CuSO4 H2O vo 600ml dung dch HCl 0,6M mol/l ta c dung dch A Chia dung dch A thnh phn bng nhau: a> Tin hnh in phõn phn vi dũng in cú cn 1,34A vũng gi Tớnh lng kim loi thoỏt catot v th tớch khớ ( ktc) thoỏt anot, bit hiu sut in phõn l 100% b> Cho 5,4 gam Al kim loi vo phn Sau mt thi gian ta thu c 1,344 lớt khớ ( ktc), dung dch B v cht rn C Cho dung dch B tỏc dng vi xỳt d ri ly kt ta nung nhit cao thỡ thu c gam cht rn Tớnh lng kt ta C c> Cho 13,7 gam Ba vo phn sau kt thỳc tt c cỏc phn ng , lc ly kt ta sch v em nung nhit cao thỡ thu c bao nhiờu gam cht rn, bit rng tỏc dng vi baz, Cu2+ ch to thnh Cu(OH)2 ỏp ỏn: a> Catot cú 6,4 gam Cu ; Anot cú 0,06 mol Cl2 v 0,02 mol O2 b> mC = 11,22 gam c> m cht rn = 26,5 gam Bi 6: Hn hp A gm oxit kim loi XO v YO Khi ho tan 60 gam hn hp A vo lớt dung dch hn hp HCl, H2SO4 cú nng mol/l tng ng l 2M v 0,75M thỡ thu c dung dch B Thy giỏo: Mai Tin Dng 24 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Phi dựng va ht 58,1 gam hn hp mui (NH4)2CO3 v BaCO3 trung ho axit d B Dung dch D nhn c sau trung ho nng hn dung dch B 12,8 gam in phõn dung dch D cho n catot bt u xut hin bt khớ thỡ dng li Khi ú cú 16g kim loi bỏm vo catot v cú 5,6 gam lớt khớ (ktc ) thoỏt anot a> Tớnh % theo lng hn hp mui cacbonat b> Gi tờn oxit hn hp A v % lng hn hp ny ỏp ỏn: a> %m (NH ) SO = 66,09 % ; %mBaSO = 33,01% b> %mCuO = 33,33% ; %mMgO = 66,67% Bi 7: in phõn ( vi in cc Pt ) 200ml dung dch Cu(NO3)2 n bt u cú khớ thoỏt catot thỡ dng li yờn dung dch cho n khi lng catot khụi i , thy lng catot tng 3,2 gam so vi lỳc cha in phõn Tớnh nng mol/l ca dung dch Cu(NO3)2 trc in phõn ỏp ỏn: 0,25M Bi 8: in phõn 400ml dung dch hn hp HCl v KCl bỡnh in phõn cú vỏch ngn vi cng dũng in 9,65 A thi gian 20 phỳt thỡ thu c dung dch sau cựng cú pH= 13 a> Vit phng trỡnh in phõn b> Tớnh nng mol/l ca dung dch ban u ( coi th tớch dung dch thay i khụng óng k ) ỏp ỏn: [HCl] = 0,3M; [KCl] = 0,1M Bi 9: Trong bỡnh in phõn th nht ( bỡnh 1) ngi ta ho tan 0,3725 gam XCl ca kim loi kim vo nc Mc ni tip bỡnh vi bỡnh cha dung dch CuSO4 Sau mt thi gian in phõn thy catot bỡnh cú 0,16 g kim loi bỏm vo, cũn bỡnh thy cha mt cht tan cú pH= 13 a> Tớnh th tớch dung dch bỡnh sau in phõn b> Cho bit bỡnh cha cht gỡ ỏp ỏn: a> V = 0,05 lớt; b> Cha mui KCl Bi 10: in phõn dung dch NaCl cho n ht mui vi dũng in cú cng I= 1,61A thy mt ht 60 phỳt a> Tớnh lng khớ Cl2 bay ra, bit bỡnh in phõn cú mng ngn, in cc tr b> Trn ln dung dch thu c sau in phõn vi mt dung dch cú cha 0,04 mol H2SO4 ri cụ cn dung dch Tớnh lng mui khan thu c Cho cỏc phn ng xy hon ton ỏp ỏn: a> mCl2 = 2,133g; b> mNa SO = 2,84g, mNaSO = 2,4g m mui = 5,24g Bi 11: Mc ni tip bỡnh in phõn A, B, C ng dung dch tng ng CuCl2, XSO4, AgNO3 ri tin hnh in phõn vi in cc tr bng dũng in 5A Sau thi gian in phõn t thy lng kim loi thoỏt trờn catot bỡnh A ớt hn trờn catot bỡnh C 0,76g v catot bỡnh C nhiu hn catot bỡnh A v B l 0,485g Tớnh lng nguyờn t nguyờn t X, gi tờn X v tớnh t giõy ỏp ỏn: X l Mn ( 55 ); t = 193 giõy C S IN PHN Cõu Mnh no sau õy l ỳng? i vi bỡnh in phõn: catot l cc õm, xy quỏ trỡnh kh; cũn anot l cc dng, xy quỏ trỡnh oxi húa i vi bỡnh in phõn: catot l cc dng, xy quỏ trỡnh kh; cũn anot l cc õm, xy quỏ trỡnh oxi húa Thy giỏo: Mai Tin Dng 25 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân i vi pin in: catot l cc õm, xy quỏ trỡnh kh; cũn anot l cc dng, xy quỏ trỡnh oxi húa i vi pin in: catot l cc dng, xy quỏ trỡnh kh; cũn anot l cc õm, xy quỏ trỡnh oxi húa A 1, B 1, C 1, D 2, Cõu Mnh no sau õy l ỳng? in phõn l quỏ trỡnh oxi húa kh, phỏt sinh dũng in Phng phỏp in phõn iu ch c kim loi tinh khit hn so vi phng phỏp nhit luyn hay thy luyn Cú th dựng phng phỏp in phõn dung dch CuSO4 iu ch H2SO4 Thc cht in phõn dung dch K2SO4 l s in phõn ca H2O A 1, 2, B 2, 3, C 1, 2, D 1, 3, Cõu in phõn (cú mng ngn, in cc tr) mt dung dch cha hn hp CuSO v NaCl Dung dch sau in phõn hũa tan c bt Al2O3 Dung dch sau in phõn cú th cha: A H2SO4 B NaOH C H2SO4 hoc NaOH D Kt qu khỏc Cõu Khi in phõn dung dch CuSO4, anot xy quỏ trỡnh: H2O 2e ẵO2 + 2H+ Vy anot c lm bng: A Zn B Cu C Pt D Fe Cõu Khi in phõn dung dch CuSO4, anot xy quỏ trỡnh: Cu 2e Cu2+ Vy anot c lm bng: A Zn B Cu C Pt D Fe Cõu Chn cỏc phng trỡnh phn ng in phõn ỳng: 2MCln đpnc 2MOH đpnc đpdd 2M + nCl2 2AgNO3 + H2O 2M + H2 + O2 đpdd 2NaCl + 2H2O có màng ngăn H2 + Cl2 + 2NaOH 2Ag + 1/2O2 + 2HNO3 A 1, 2, B 2, 3, C 1, 2, D 1, 3, Cõu in phõn cỏc dung dch cha cỏc cht tan sau õy vi in cc tr, mng ngn xp: KCl; KNO3; CuSO4; CuCl2; Na2SO4; ZnSO4; CH3COONa; AgNO3 Sau in phõn, dung dch no cú mụi trng axit? A.1, 3, 4, B 2, 4, 6, C.3, 4, 6, D 4, 6, 7, Cõu in phõn cỏc dung dch cha cỏc cht tan sau õy vi in cc tr, mng ngn xp: KCl; KNO3; CuSO4; CuCl2; Na2CO3; ZnSO4; CH3COONa; NaOH Sau in phõn, dung dch no cú mụi trng baz? A 1, 4, 6, B 1, 5, 7, C.2, 4, 6, D 3, 5, 6, Cõu Khi in phõn (cú mng ngn) dung dch gm NaCl, HCl Sau mt thi gian xỏc nh, ngi ta cú th thy cỏc trng hp sau õy: A Dung dch thu c lm qu tớm húa B Dung dch thu c lm qu tớm húa xanh C Dung dch thu c khụng lm i mu qu tớm Thy giỏo: Mai Tin Dng 26 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân D A, B, C ỳng Cõu 10 Mun thu c clorua vụi, ta cú th in phõn: A Dung dch NaCl cú mng ngn, in cc tr B Dung dch CaCl2 cú mng ngn, in cc tr C Dung dch NaCl khụng cú mng ngn, in cc tr D Dung dch CaCl2 khụng cú mng ngn, in cc tr Cõu 11 Mun thu c nc Javen, ta cú th in phõn: A Dung dch NaCl cú mng ngn, in cc tr B Dung dch CaCl2 cú mng ngn, in cc tr C Dung dch NaCl khụng cú mng ngn, in cc tr D Dung dch CaCl2 khụng cú mng ngn, in cc tr Cõu 12 Hin tng anot tan cú th ng dng lnh vc: A xi m in B tỏch kim loi C tinh ch kim loi D c A, B, C + 3+ 2+ Cõu 13 Mt dung dch cú cha cỏc ion: Na , Al , Fe , Fe3+, Cl-, NO3-, SO42-, CH3COO-, cỏc ion s b phúng in ti cỏc in cc in phõn dung dch bao gm: A Fe2+, Fe3+, Cl-, SO42B Al3+, Fe2+, NO3-, SO42C Fe2+, Fe3+, Cl-, CH3COOD Na+, Al3+, Cl-, NO3Cõu 14 in phõn (in cc tr, cú mng ngn) mt dung dch cú cha cỏc ion Fe2+, Fe3+, Cu2+ thỡ th t phúng in ca cỏc ion catot l: A Fe2+, Fe3+, Cu2+ B Fe+3, Cu2+, Fe2+ C Cu2+, Fe3+, Fe2+ D Cu2+, Fe2+, Fe3+ Cõu 15 in phõn (in cc tr, cú mng ngn) mt dung dch cú cha cỏc ion F -, Cl-, Br-, OHthỡ th t phúng in ca cỏc ion anot l: A F-, Cl-, BrB Br-, Cl-, FC OH-, Cl-, BrD Br-, Cl-, OHCõu 16 in phõn mt dung dch hn hp gm HCl, NaCl, CuCl2 vi in cc tr, cú mng ngn Kt lun no sau õy khụng ỳng? A Th t in phõn l: CuCl2, HCl, NaCl, H2O B Trong quỏ trỡnh in phõn CuCl2, pH khụng i C Trong quỏ trỡnh in phõn HCl, pH gim D Trong quỏ trỡnh in phõn H2O, pH tng Cõu 17 in phõn 400 ml dung dch CuSO4 0,2 M vi dũng in 10 A thi gian t, thy cú 224 ml khớ (ktc) thoỏt anot Bit rng in cc tr v hiu sut in phõn 100% tng lng catot l: A 1,28 gam B 0,32 gam C 0,64 gam D 3,2 gam Cõu 18 Mc ni tip bỡnh cha dung dch KCl vi bỡnh cha dung dch CuSO4 Sau mt thi gian in phõn thy catot bỡnh cú 16 gam kim loi bỏm vo v anot bỡnh ch thu c mt loi khớ X Hi th tớch khớ X (ktc) n thi dim ú l bao nhiờu? A 0,0672 lớt B 0,056 lớt C 0,112 lớt D 0,224 lớt Cõu 19 Mc song song bỡnh cha dung dch NaCl vi bỡnh cha dung dch AgNO3 Tin hnh in phõn vi dũng in cng 19,3 A thi gian 25 phỳt; thy lng catot bỡnh tng 21,6 gam v anot bỡnh ch thu c mt loi khớ X Hi th tớch khớ X (ktc) n thi dim ú l bao nhiờu? A 1,12 lớt B 2,24 lớt C 3,36 lớt D 4,48 lớt Cõu 20 in phõn 400 ml dung dch CuSO4 0,2 M vi dũng in 10 A thi gian t, thy cú 224 ml khớ (ktc) thoỏt anot Bit rng in cc tr v hiu sut in phõn 100% Thi gian in phõn t l: A ph 15 giõy B ph 15 giõy C ph 30 giõy D ph 26 giõy Thy giỏo: Mai Tin Dng 27 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Cõu 21 in phõn dung dch hn hp cha 0,04 mol AgNO3 v 0,05 mol Cu(NO3)2 vi in cc tr, dũng in A 32 phỳt 10 giõy Khi lng kim loi bỏm vo catot l: A 3,24 gam B 6,24 gam C 3,2 gam D 7,52 gam Cõu 22 Hũa tan 12,5 gam CuSO4.5H2O vo mt lng dung dch HCl c 100 ml dung dch X in phõn dung dch X (in cc tr) vi dũng in A thi gian 386 giõy Nng mol/lớt ca mui dung dch sau in phõn l (xem th tớch dung dch khụng i): A 0,15 M B 0,2 M C 0,4 M D 0,6 M Cõu 23 Hũa tan 50 gam CuSO4.5H2O vo 200 ml dung dch HCl 0,6 M c dung dch X in phõn dung dch X (in cc tr) vi dũng in 1,34 A thi gian gi Hiu sut in phõn 100% Khi lng kim loi thoỏt catot v th tớch khớ (ktc) thoỏt anot ln lt l: A 3,2 gam; 0,896 lớtB 9,6 gam; 2,688 lớt C 12,8 gam; 3,584 lớt D 6,4 gam; 1,792 lớt Cõu 24 in phõn 200 ml dung dch NaCl M (d = 1,1 g/ml) vi in cc bng than chỡ, cú mng ngn xp; dung dch luụn c khuy u Khi catot thoỏy 22,4 lớt iu kin 20 oC, atm thỡ ngng in phõn Nng phn trm ca NaOH dung dch sau in phõn l: A 4,16% B 12,68% C 8,32% D 16,64% Cõu 25 Cú 400 ml dung dch cha HCl v KCl, em in phõn bỡnh cú mng ngn vi cng dũng in l 9,65 A 20 phỳt thỡ dung dch cui cựng cha mt cht tan, cú pH = 13 Ti anot ch thu c mt loi khớ Nng mol/l ca HCl v KCl dung dch ban u ln lt l: A 0,1 v 0,05 M B 0,2 v 0,2 M C 0,3 v 0,15 M D 0,2 v 0,1 M NHIT PHN A.KIN THC C BN I nh ngha L phn ng phõn hu phõn t mt cht thnh nhiu phõn t cht khỏc di tỏc dng ca nhit Hp cht cng bn thỡ nhit phõn hu cng cao II Mt s phn ng nhit phõn quan trng Nhit phõn mui Loi mui Kim loi dóy HHH Trc Mg Nitrat T Mg n Cu Cacbonat Sau Cu Kim loi kim Cu v kim loi trc Cu Hiro cacbonat Sunfat Amoni Sn phm M(NO2)n + O2 Vớ d t 2NaNO3 NaNO2 + O2 t Oxit kim loi + NO2 + O2 2Cu(NO3)2 2CuO+4NO2+O2 t Kim loi + NO2 + O2 2AgNO3 Ag+2NO2+O2 Bn vi nhit t0 Oxit kim loi + CO2 CaCO3 CaO + CO2 Kim loi sau Cu Kim loi + CO2 + O2 Cỏc kim loi Cacbonat + CO2 + H2O K, Na, Ba T Mg n Cu Bn vi nhit Oxit kim loi + SO2 + O2 t 4FeSO4 2Fe2O3+4SO2+O2 Sau Cu Kim loi + SO2 + O2 t Ag2SO4 2Ag+SO2+O2 Loi mui Ca axit d bay hi Ca axit cú tớnh oxi hoỏ mnh Thy giỏo: Mai Tin Dng Sn phm Axit to mui + NH3 NH3 to b axit oxi hoỏ tip to thnh N2O hoc N2 28 t 2Ag2CO3 4Ag+2CO2+O2 t CaCO3+ CO2 Ca(HCO3)2 + H2O 0 Vớ d NH4Cl HCl + NH3 t0 C N2O + 2H2O NH4NO3 250 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân C NH4NO3 400 2N2 + O2+2H2O ,MnO2 2KClO3 t 2KCl + 3O2 Ca oxaxit Halogen M(XOm)n ( X l Halogen tr F ) MXn + O2 ( Mu i Halogen + O2 ) t Ca(ClO2)2 CaCl2 +3O2 * Loi mui cỏc oxaxit cha nguyờn t cú hoỏ tr cao b nhit phõn luụn cú O2 t 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 t 4K2Cr2O7 4K2CrO4 + 2Cr2O3 + 3O2 Nhit phõn hiroxit kim loi * Hiroxit ca kim loi khụng tan nc t 2M(OH)n M2On + nH2O t Vớ d: Mg(OH)2 MgO + H2O Chỳ ý: Cỏc hiroxit tan c nc khụng b nhit phõn hoc rt khú b nhit phõn t Vớ d: NaOH Khụng b nhi t phõn * Nhit phõn khụng khớ ( hoc gc axit cú tớnh oxi hoỏ ), s oxi hoỏ ca kim loi cú th tng t Vớ d: 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O t 4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2 B Bài tập vận dụng Loi 1: Bi lý thuyt Bi 1: a> Th no l s nhit phõn mt hp cht hoỏ hc? S nhiờt phõn cú phi l mt quỏ trỡnh oxi hoỏ kh khụng? Nờu vớ d ? b> Vit phng trỡnh phn ng nhit phõn cỏc cht sau: M(OH)n, M2(CO3)n, M(NO3)n, M2(SO4)n ( Sn phm to thnh l oxit kim loi ) c> Vit phng trỡnh phn ng nhit phõn cỏc cht sau: NaHCO3; Mg(HCO3)2; Na2SO4.10H2O; FeSO4 ( to SO2, O2, oxit s t ) d> Vit phng trỡnh phn ng nhit phõn cỏc cht sau: (NH4)2CO3; Ba(HCO3)2 ; AgNO3; KNO3; Fe(NO3)3; (NH4)3PO4 H ng d n a> L quỏ trỡnh phõn tớch m t ch t thnh hai hay nhi u ch t khỏc di tỏc dng ca nhit S nhi t phõn cú th l quỏ trỡnh oxi hoỏ kh m c ng cú th khụng ph i l quỏ trỡnh oxi hoỏ kh t Vớ d : Mg(OH)2 MgO + H2O ( Khụng phi l quỏ trỡnh oxi hoỏ kh ) t 4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2 ( L quỏ trỡnh oxi hoỏ kh ) t b> 2M(OH)n M2On + nH2O t M2(CO3)n M2On + CO2 0 0 0 0 0 t 2M(NO3)n M2On + 2nNO2 + t M2(SO4)n M2On + nSO2 + c> n O2 n O2 t 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O t Mg(HCO3)2 MgCO3 + CO2 + H2O 0 Thy giỏo: Mai Tin Dng 29 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Na2SO4.10H2O Na2SO4 + 10H2O t 4FeSO4 2Fe2O3 + 4SO2 + O2 t d> (NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2O t Ba(HCO3)2 BaCO3 + CO2 + H2O t BaCO3 BaO + CO2 t AgNO3 Ag + 2NO2 + O2 t 2KNO3 2KNO2 + O2 t 4Fe(NO3)3 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2 t 2(NH4)3PO4 6NH3 + 2HPO3 + 2H2O Bi 2: Trong mt chộn s A, B, C ng mt mui nitrat Nung cỏc chộn nhit cao khụng khớ ti cỏc phn ng xy hon ton, sau ú lm ngui thy: * Trong A khụng cũn li du vt gỡ? * Cho dung dch HCl vo B thy thoỏt khớ khụng mu ( hoỏ nõu khụng khớ ) * Trong C cũn li cht rn mu nõu Hóy xỏc nh mui nitrat cú mi chộn trờn? H ng d n * Trong chộn A khụng cũn du vt gỡ ? chng t cỏc mui nitrat b nhit phõn hon ton v sn phm bay hi ht Vy chộn A cú th cú: t NH4NO3 N2O + 2H2O t Hg(NO3)2 Hg + 2NO2 + O2 t Mui nitrat hu c: (CH3NH3)NO3 + O2 CO2 + 3H2O + N2 * Trong chộn B phi l cha mui nitrat ca kim loi kim vỡ nú chuyn mui nitrat thnh mui nitrit t 2NaNO3 2NaNO2 + O2 NaNO2 + HCl NaCl + HNO2 3HNO2 HNO3 + 2NO + H2O 2NO + O2 2NO2 * Trong chộn C cũn li mt cht mu nõu chng t ú l mui Fe2O3 Vy mui ban u cú th l mui st (II) hoc st (III) nitrat t 4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2+ O2 t 4Fe(NO3)3 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2 Loi 2: Bi dng Bi 1: Nhin phõn hon ton 9,4 gam mui nitrat ca kim loi R thỡ ch cũn li cht rn cú lng 4g Xỏc nh mui nitrat em nhit phõn l mui ca kim loi gỡ? Hng dn Gi cụng thc ca mui nitrat l : R(NO3)n ( n l hoỏ tr ca kim loi R ) Trng hp 1: R l kim loi ng trc Mg dóy in hoỏ Phng trỡnh nhit phõn t0 0 0 0 0 0 0 0 t R(NO3)n R(NO2)n + Ta cú: mR ( NO3 ) n mR ( NO2 ) n = M R 62n 9,4 = MR < M R 46n Thy giỏo: Mai Tin Dng n O2 ( loi ) 30 (1) Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Trng hp 2: R l kim loi t Mg n Cu dóy in hoỏ Phng trỡnh nhit phõn t 2R(NO3)n R2On + 2nNO2 + Ta cú: mR ( NO3 ) n m R2On = n O2 (2) x( M R 62n) 9,4 = MR = 32n x( M R 16n) n = ; MR = 64 ( R l Cu ) thoó Vy mui nitrat cn tỡm l Cu(NO3)2 Trng hp 3: R l kim loi ng sau Cu dóy in hoỏ Phng trỡnh nhit phõn t R(NO3)n R + nNO2 + Ta cú: m R ( NO3 ) n mR = n O2 M R 62n 9,4 = MR = 45,92n MR (3) ( loi ) Bi 2: Cho 21,52g hn hp A gm kim loi R v mui nitrat ca kim loi ú vo bỡnh kớn ( khụng cha khụng khớ ) ri nung bỡnh n nhit cao phn ng xy hon ton , sn phm l oxit RO Chia cht rn bỡnh sau phn ng lm hai phn bng nhau: Phn 1: Phn ng ht vi 2/3 lớt dung dch HNO3 0,38M cú khớ NO bay Phn 2: Phn ng ht vi 0,3 lớt dung dch H2SO4 0,2M ( loóng ) c dung dch B Xỏc nh lng nguyờn t v gi tờn kim loi R Hng dn Phng trỡnh phn ng t R(NO3)2 R + 2NO2 + O2 (1) a a 2a 0,5a (mol) t R + ẵ O2 RO (2) a 0,5a a (mol) Cht rn cũn li tỏc dng vi HNO3 cú khớ NO bay chng t cht rn thu c phi gm cú c oxit kim loi RO v ki loi R cũn d Gi a l s mol ca mui nitrat nhit phõn Phn 1: Gi s mol R v RO mi phn l x, y 3R + 8HNO3 (3) 3R(NO3)2 + 2NO + 4H2O x 8/3x 2/3x RO + 2HNO3 (4) R(NO3)2 + H2O y 2y T (3) v (4) ta cú : nHNO = x + 2y = 2/3.0,38 = 0,76 (I) Phn 2: Vỡ H2SO4 loóng cú th phn ng vi kim loi R hay khụng phn ng nờn ta phi xột hai trng hp Trng hp 1: R l kim loi ng trc H dóy hot ng hoỏ hc R + H2SO4 (5) RSO4 + H2 x x x x RO + H2SO4 (6) RSO4 + H2O y y y T (5) v (6) ta cú : n H SO = x + y = 0,3.0,2 = 0,06 mol (II) Thy giỏo: Mai Tin Dng 31 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Gii h: (I), (II) ta cú: x = 0,2 mol; y < ( loi ) Trng hp 2: R l kim loi ng sau H dóy hot ng hoỏ hc Ch cú phn ng (6) khụng cú phn ng (5) T (6) ta cú: n H SO = y = 0,3.0,2 = 0,06 mol x = 0,05 mol Vy ton b lng cht rn cũn li sau nung hn hp (A) gm: nR d = 2.0,05 = 0,1 mol v nRO = 2.0,06 = 0,12 mol Vỡ bỡnh kớn ( khụng cha khụng khớ ) nờn O2 tham gia phn ng (2) chớnh l O2 sinh phn ng (1) Do vy ta cú : 2a = 0,12 mol a = 0,06 mol nR ban u = a + 0,1 = 0,06 + 0,1 = 0,16 mol m hn hp = 0,16.MR + 0,06.(MR + 2.62) = 21,52 g MR = 64 Vy R l Cu Bi 3: Nhit phõn hon ton 27,3g hn hp NaNO3 v Cu(NO3)2 Hn hp khớ thoỏt c dn vo 89,2 ml nc thỡ cũn d 1,12 lớt khớ (ktc) khụng b hp th ( lng oxi ho tan khụng ỏng k ) a> Tớnh lng mi mui hn hp u b> Tớnh nng % ca dung dch axit Hng dn Phng trỡnh phn ng t 2NaNO3 2NaNO2 + O2 (1) x x 0,5x t Cu(NO3)2 CuO + 2NO2 + ẵ O2 (2) y y 2y 0,5y t 2NO2 + ẵ O2 + H2O 2HNO3 (3) 2y 0,5y a> Nhn thy, khớ cũn d chớnh l O2 T (1), (2), (3) ta cú: n NaNO = 2n O d= x = 0,1 mol Vy m NaNO = 0,1.85 = 8,5 g v m Cu ( NO ) = 27,3 8,5 = 18,8 g 0 3 b> n HNO = n NO = 2n Cu ( NO ) = 2 18,8 = 0,2 mol 188 mdd HNO = m NO + m O + m H O = 0,2.46 + 0,05.32 + 89,2 = 100 g Vy C% HNO 2 0,2.63 = 100% = 12,6 % 100 Bi Bi 1: Nhit phõn hon ton 3,78g mui nitrat ca kim loi R hoỏ tr II thu c cht rn A v mt hn hp khớ B Cht A phn ng va vi 7,3g dung dch HCl 20% to mui a> Xỏc nh R v cụng thc mui nitrat ca nú b> Tớnh % theo th tớch ca cỏc khớ hn hp khớ B c> Cho hn hp khớ B tỏc dng vi 20ml H2O Tớnh C% dung dch thu c Cỏc phn ng xy hon ton ỏp s: a> Zn(NO3)2 b> %V NO = 80%; %Vm O = 20% c> C% HNO = 11,372 % Bi 2: Nung 31,1g hn hp CaCO3 v Ca(OH)2 Sn phm khớ thu c cho qua dung dch NaOH cú lng 90g thớ tỏc dng ht , c dung dch A vi nng 16,55% Dung dch A 2 Thy giỏo: Mai Tin Dng 32 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân tỏc dng c vi mt cht ca hn hp u v to thnh hai mui Tớnh thnh phn % theo lng ca cỏc cht hn hp u ( thi tuyn sinh i Hc Y Dc Tp.HCM 1993 ) ỏp s: %m CaCO = 76%; %m Ca (OH ) = 24% Bi 3:Nung núng 8,64g hn hp A gũm KNO 3, KClO3 v KMnO4 thỡ thu c 1232ml khớ oxi Mt khỏc cng 8,64g hn hp A tỏc dng vi dung dch HCl c , d thỡ thu c 2464ml khớ clo Cỏc th tớch khớ u o ktc Xỏc nh thnh phn % theo lng ca hn hp mui A ỏp s: %m KNO =35,07% ; %m KClO = 28,35% ; %m KMnO = 36,58% Bi 4: Cho hn hp A gm NaCl, NaHCO3 v NH4HCO3 Nung núng 36,4g hn hp ny n lng khụng i thu c 22,3g cht rn B Cho B tỏc dng vi duing dch HCl d thỡ thoỏt 2,24 lớt khớ ( ktc ) v dung dch D Cụ cn dung dch D thu c cht rn E a> Xỏc nh tờn v lng cht rn E c> Tớnh lng mi mui cú hn hp A ban u ỏp s: a> E l NaCl cú lng 24 g b> 16,8g NaHCO3; 11,7g NaCl ; 7,9g NH4HCO3 Bi 5: Trong phũng thớ nghim oxi c iu ch bng cỏch nhit phõn kaliclorat hoc kali pemanganat a> Vit phng trỡnh phn ng xy v cho bit hai phng trỡnh phn ng ú thuc loi gỡ b> T g mi hoỏ cht ban u , phn ng no s cho oxi nhiu hn ( nu hiu sut nh ) ỏp s: a> Phn ng oxi hoỏ - kh b> KClO3 nhiu hn Bi 6: Nhit phõn 12,25g KClO3 mt thi gian c 0,672 lớt khớ A ( ktc ) v hn hp rn B Ho tan hon ton cht rn B vo nc ri cho tỏc dng vi AgNO d c 4,305g kt ta Tớnh % lng cỏc cht hn hp rn B, bit s nhit phõn KClO3 xy theo hai phng trỡnh sau: t KClO3 KCl + O2 t KClO3 KCl + KClO4 ỏp s: 36,8% KClO4 ; 18,8% KCl ; 43,4% KClO3 Bi 7: Nhit phõn hon ton 83,68 hừn hp A gm mui KClO3 , Ca(ClO3)2 , Ca(ClO)2 , CaCl2 , v KCl thu c cht rn B gm CaCl2, KCl v mt th tớch O2 va oxi hoỏ SO2 thnh SO3 iu ch 191,1 g dung dch H2SO4 80% Cho cht rn B tỏc dng vi 360 ml dung dch K 2CO3 0,5M ( va ) thu c kt ta C v dung dch D Lng KCl dung dch D nhiu gp 22/3 ln lng KCl cú A a> Tớnh lng kt ta C b> Tớnh % lng ca KClO3 A ỏp s: a> mC = 18 g b> %m KClO = 58,55% 3 0 Thy giỏo: Mai Tin Dng 33 ... 32 F ) Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân Dễ nh-ờng electron Khó nh-ờng electron * Hiện t-ợng d-ơng cực tan: Quá trình điện phân xảy Anôt ( anôt làm kim loại Cu, Sn, Ag,... t Phn ng ph: C +O2 CO2 Thy giỏo: Mai Tin Dng O2 Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân (Than chỡ lm anụt b mt dn, nờn sau mt thi gian phi b sung vo in cc) ng dng: Phng phỏp...Tr-ờng thpt hậu lộc ôn thi đại học chuyên đề điện phân A Kiến thức I S in phõn nh ngha in phõn l s thc hin cỏc quỏ trỡnh oxi hoỏ - kh trờn