Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 5 Sự điện phân

Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 5 Sự điện phân. Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 5 Sự điện phân. Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 5 Sự điện phân. Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 5 Sự điện phân.

CHƯƠNG V SỰ ĐIỆN PHÂN Định nghĩa Điện phân thực q trình oxi hố - khử bề mặt điện cực nhờ dòng điện chiều bên ngồi Q trình điện phân biểu diễn sơ đồ điện phân Ví dụ: Sơ đồ điện phân NaCl nóng chảy Ở catơt: xảy q trình khử Ở anơt: xảy q trình oxi hố Phương trình điện phân NaCl nóng chảy: Điện phân hợp chất nóng chảy Ở trạng thái nóng chảy, tinh thể chất điện phân bị phá vỡ thành ion chuyển động hỗn loạn Khi có dòng điện chiều chạy qua, ion dương chạy catôt bị khử đó, ion âm chạy anơt bị oxi hố Ví dụ: Điện phân KOH nóng chảy Phương trình điện phân Điện phân nóng chảy xảy nhiệt độ cao nên xảy phản ứng phụ sản phẩm điện phân (O2, Cl2 ) điện cực (anơt) thường làm than chì Ví dụ: điện phân Al2O3 nóng chảy (có pha thêm criolit 3NaF.AlF3) 1000oC Phương trình điện phân Phản ứng phụ: (Than chì làm anơt bị dần, nên sau thời gian phải bổ sung vào điện cực) Ứng dụng: Phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy dùng để điều chế kim loại hoạt động mạnh:  Điều chế kim loại kiềm: Điện phân muối clorua hiđroxit nóng chảy  Điều chế kim loại kiềm thổ: Điện phân muối clorua nóng chảy  Điều chế Al: Điện phân Al2O3 nóng chảy Điện phân dd nước a) Nguyên tắc: Khi điện phân dd, tham gia q trình oxi hố - khử điện cực ngồi ion chất điện phân có ion H + OH nước thân kim loại làm điện cực Khi trình oxi hố - khử thực tế xảy phụ thuộc vào so sánh tính oxi hố khử mạnh hay yếu chất bình điện phân b) Thứ tự khử catơt Kim loại yếu cation có tính oxi hố mạnh dễ bị khử catôt (trừ trường hợp ion H+) Có thể áp dụng quy tắc sau:  Dễ khử cation kim loại đứng sau Al dãy điện hố (trừ ion H+), ion kim loại cưối dãy dễ bị khử  Tiếp đến ion H+ dd  Khó khử ion kim loại mạnh, kể từ Al, phía đầu dãy điện hố (Al3+, Mg2+, Ca2+, Na+, …) Những ion thực tế không bị khử điện phân dd c) Thứ tự oxi hố canơt Nói chung ion phân tử có tính khử mạnh dễ bị oxi hố Có thể áp dụng kinh nghiệm sau:  Dễ bị oxi hoá thân kim loại dùng làm anôt Trừ trường hợp anôt trơ (không bị ăn mòn) làm Pt, hay than chì (C)  Sau đến ion gốc axit khơng có oxi: I, Br, Cl, …  Rồi đến ion OH nước kiềm tan dd  Khó bị oxi hố anion gốc axit có oxi anion khơng bị oxi hố điện phân dd d) Một số ví dụ áp dụng quy tắc Ví dụ 1: Điện phân dd CuCl2 với điện cực than chì: Phương trình điện phân: Ví dụ 2: Điện phân dd NiCl2 với điện cực niken , ,… Thực tế Thực chất trình điện phân vận chuyển Ni từ anôt sang catôt nhờ dòng điện Phương pháp ứng dụng để tinh chế kim loại Ví dụ 3: Điện phân dd Na2SO4 với điện cực Pt: Phương trình điện phân: Ví dụ 4: Điện phân dd NaCl với anơt than chì: Phương trình điện phân: Trong trình điện phân, dd khu vực xung quanh catôt, ion H + bị dần., H2O tiếp tục điện li, khu vực giàu ion OH tạo thành (cùng với Na+) dd NaOH Ở anơt, ion Cl bị oxi hố thành Cl Một phần hoà tan vào dd phần khuếch tán sang catôt, tác dụng với NaOH tạo thành nước Javen: Vì muốn thu NaOH phải tránh phản ứng tạo nước Javen cách dùng màng ngăn bao bọc lấy khu vực anôt để ngăn khí Cl2 khuếch tán vào dd Ví dụ 5: Điện phân dd KNO3 với anôt Cu Khi điện phân, khu vực catôt, ion H+ dần, nồng độ OH tăng dần, dd có tính kiềm tăng dần anôt ion Cu2+ tan vào dd Trong dd xảy phản ứng Phương trình điện phân: Bản thân KNO3 không bị biến đổi nồng độ tăng dần Ứng dụng điện phân dd:  Điều chế kim loại đứng sau Al dãy điện hoá  Tinh chế kim loại  Mạ đúc kim loại điện  Điều chế số hố chất thơng dụng: H2, Cl2, O2,…, hiđroxit kim loại kiềm  Tách riêng số kim loại khỏi hỗn hợp dd Cơng thức Farađây Trong đó: m khối lượng chất giải phóng điện phân (gam) A khối lượng mol chất n số e trao đổi tạo thành nguyên tử hay phân tử chất Q điện lượng phóng qua bình điện phân (Culông) F số Farađây (F = 96500 Culông.mol-1) l cường độ dòng điện (Ampe) t thời gian điện phân (giây) Ví dụ: Tính khối lượng oxi giải phóng anơt cho dòng điện ampe qua bình điện phân đựng dd Na2SO4 20 phút 25 giây Giải: Áp dụng công thức Farađây: A = 16, n = 2, t = 4825 giây, I = 5; ... thổ: Điện phân muối clorua nóng chảy  Điều chế Al: Điện phân Al2O3 nóng chảy Điện phân dd nước a) Nguyên tắc: Khi điện phân dd, tham gia q trình oxi hố - khử điện cực ngồi ion chất điện phân. .. anion khơng bị oxi hố điện phân dd d) Một số ví dụ áp dụng quy tắc Ví dụ 1: Điện phân dd CuCl2 với điện cực than chì: Phương trình điện phân: Ví dụ 2: Điện phân dd NiCl2 với điện cực niken , ,…... trình điện phân vận chuyển Ni từ anôt sang catôt nhờ dòng điện Phương pháp ứng dụng để tinh chế kim loại Ví dụ 3: Điện phân dd Na2SO4 với điện cực Pt: Phương trình điện phân: Ví dụ 4: Điện phân