XỬ LÝ CÁC BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN TRONG ĐỀ THI ĐẠI HỌC Câu (KB-2010) Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO4 nồng độ x mol/l, sau thời gian thu dung dịch Y màu xanh, có khối lượng giảm gam so với dung dịch ban đầu Cho 16,8 gam bột sắt vào Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 12,4 gam kim loại Giá trị x A 2,25 B 1,50 C 1,25 D 3,25 Hướng dẫn giải 2+ * Dung dịch màu xanh (Cu ) → sau điện phân Cu2+ Tại catot (-) Cu 2 amol Tại anot(+) 2e Cu 2a 2H 2O 4H O2 2amol a dung dòch giảm mCu mO2 8gam 0,5amol 4e 2amol 64a 32 0,5a a 0,1mol Fe Cu 2 Fe2 Cu (0,2x a) (0,2x a) (0,2x a)mol cho 16,8 gam Fe vào dung dòch sau điện phân Fe 2H Fe 2 H amol 2amol 12, 16,8 mFe phản ứng 56(0,2x a a) mCu a 0,1 x 1, 25M Đáp án C 64(0,2x a) Câu (MH-2015) Điện phân với điện cực trơ dung dịch chứa 0,2 mol Cu(NO3)2, cường độ dòng điện 2,68A, thời gian t (giờ), thu dung dịch X Cho 14,4 gam bột Fe vào X, thu khí NO (sản phẩm khử N+5) 13,5 gam chất rắn Biết phản ứng xảy hoàn toàn hiệu suất trình điện phân 100% Giá trị t A 0,60 B 1,00 C 0,25 D 1,20 Hướng dẫn giải Tại catot (-) Cu 2e Cu amol 2a a Tại anot(+) 2H 2O 4H O2 2amol 0,5amol 4e 2amol 4H NO3 3e NO 2H 2O 2a 1,5a cho 14,4 gam Fe 2 Fe Fe 2e vào dung dòch sau điện phaân 2 2e Cu (0,40,5a) Cu (0,20,25a) BTE (0,2a) 2(0,2a) Bảo toàn kim loại 64 0, 14, 64 a 13,5 56 0, 0, 25a a 0, 05mol ne It 2,68t 0,05 t 36000(s) 1(giờ) Đáp án B 96500 96500 Câu (KA-2012) Điện phân 150 ml dung dịch AgNO3 1M với điện cực trơ t giờ, cường độ dòng điện khơng đổi 2,68A (hiệu suất q trình điện phân 100%), thu chất rắn X, dung dịch Y khí Z Cho 12,6 gam Fe vào Y, sau phản ứng kết thúc thu 14,5 gam hỗn hợp kim loại khí NO (sản phẩm khử N+5) Giá trị t A 0,8 B 1,2 C 1,0 D 0,3 Hướng dẫn giải Tại catot (-) Tại anot(+) 2H 2O 4H Ag e Ag amol a amol a 4e O2 amol 0,25amol 4H NO3 3e NO 2H 2O a 0,75a cho 12,6 gam Fe 2 Fe Fe 2e vào dung dòch sau điện phân e Ag (0,150,25a) Ag (0,0750,125a) (0,15 a) (0,15a) BTE Bảo toàn kim loại 0,15 108 12, 14,5 108a 56 0, 075 0,125a a 0,1mol It 2,68t 0,1 t 36000(s) 1(giờ) Đáp án C 96500 96500 Câu (KB-2012) Người ta điều chế H2 O2 phương pháp điện phân dung dịch NaOH với điện cực trơ, cường độ dòng điện 0,67A thời gian 40 Dung dịch thu sau điện phân có khối lượng 100 gam nồng độ NaOH 6% Nồng độ dung dịch NaOH trước điện phân (giả thiết lượng nước bay không đáng kể) A 6,00% B 5,08% C 3,16% D 5,50% Hướng dẫn giải mNaOH 100 0, 06 6gam It 0,67.40.3600 ne 1mol 96500 96500 ne Tại catot (-) Tại anot(+) 2H 2O 4H O2 2H 2O 2e 2OH H 1mol 4e 0,25mol 0,5mol Nồng độ dung dịch NaOH trước điện phân: C% 1mol 100 5,5% Đáp án D 100 mO2 mH 320,25 20,5 Câu (KB-2012) Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol FeCl3, 0,2 mol CuCl2 0,1 mol HCl (điện cực trơ) Khi catot bắt đầu khí anot thu V lít khí (đktc) Biết hiệu suất q trình điện phân 100% Giá trị V A 11,20 B 22,40 C 4,48 D 5,60 3 nFe 0,1mol; nCu 2 Hướng dẫn giải 0, 2mol; nH 0,1mol; nCl 0,8mol Tại catot (-): Fe3 ;Cu 2 ; H Fe3 1e Fe2 0,1 0,1 nE 0,5mol Cu 2e Cu 0,2 0,4 Tại anot(+): Cl 2Cl Cl2 2e 0,5 0,25 0,5 V 0, 25 22, 5, 6(lit) Đáp án D Câu (QG-2017) Điện phân 200 ml dung dịch gồm CuSO4 1,25M NaCl a mol/lít (điện cực trơ, ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hòa tan khí nước bay nước) với cường độ dòng điện khơng đổi 2A thời gian 19300 giây Dung dịch thu có khối lượng giảm 24,25 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị a A 0,75 B 0,50 C 1,00 D 1,50 Hướng dẫn giải 2 nCu 0, 25mol; nCl 0, 2amol It 19300 ne 0, 4mol 96500 96500 Tại catot (-): Cu 2 Tại anot(+): Cl Cu 0,2 2e 2Cl Cl2 2e Cu 0,4 0,2 0,2a m dd giaûm 24, 25 0, 64 m khí m khí 11, 45gam Đáp án D 0,1a 2H 2O 4H 0,2a O2 0,25xmol 4e xmol m khí 71.0,1a 32.0, 25x 11, 45 a 1,5 x 0,1 BTE : 0, 2a x 0, Câu (QG-2017) Điện phân 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm CuSO4 a mol/l NaCl 2M (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hòa tan khí nước bay nước) với cường độ dòng điện khơng đổi 1,25A 193 phút Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 9,195 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị a A 0,40 B 0,50 C 0,45 D 0,60 Hướng dẫn giải It 1, 25 193 60 nCu 2 0,1amol; nCl 0, 2mol ; n e 0,15mol 96500 96500 Tại catot (-): Cu 2 Tại anot(+): Cl Cu 2e Cu 0,1a 0,2a 2Cl Cl2 2e 0,1a 0,15 2H 2O 2e bmol 0,075 0,15 2OH H 0,5bmol cóCu nhận e m dd giảm 2 0,075 64 71 0,075 9,195 cóH2O nhận e m dd giaûm 9,195 71.0, 075 64.0,1a 2.0,5b a 0, Đáp án D BTE b 0, 03 0, 2a b 0,15 Câu (QG-2017) Điện phân 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm CuSO4 0,5M NaCl 0,6M (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hòa tan khí nước bay nước) với cường độ dòng điện khơng đổi 0,5 A thời gian t giây Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 4,85 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị t A 17370 B 14475 C 7720 D 15440 Hướng dẫn giải nhaän thaáy nCu 2 0, 05mol; nCl 0, 06mol 2nCu 2 nCl cực (+) có H 2O bò điện phân 99,99% Tại anot(+): Cl Tại catot (-): Cu 2 2Cl Cl2 2e Cu 2e Cu a 2a m dd giaûm a 0,06 0,03 0,06 2H 2O 4H 4,85 a.64 35,5.0,06 32.0, 25x BTE 2a 0,06 x O2 0,25xmol x 0,02mol;a 0,04mol 4e xmol 0,5t 0,04 t 15440s 96500 Câu (QG-2017) Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm CuSO4 0,3M NaCl 1M (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hòa tan khí nước bay nước) với cường độ dòng điện khơng đổi 0,5A thời gian t giây Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 9,56 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị t A 27020 B 30880 C 34740 D 28950 Hướng dẫn giải nhận thấy nCu 2 0, 06mol; nCl 0, 2mol 2nCu 2 nCl cực (-) có H 2O bò điện phaân 99,99% Tại anot(+): Cl Tại catot (-): Cu 2 Cu 2e Cu 0,06 0,12 2H 2O 2e bmol 2Cl Cl2 2e 0,06 a 2OH H 0,5bmol 0,5a a m dd giaûm 9,56 64.0,06 35,5.a b BTE 0,12 b a b 0,04mol;a 0,16mol 0,5t 0,16 t 30880s 96500 Câu 10 (KA-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 A KNO3 Cu(NO3)2 B KNO3, KCl KOH C KNO3 KOH D KNO3, HNO3 Cu(NO3)2 Hướng dẫn giải nhận thấy nCu 2 0,15mol; nCl 0,1mol 2nCu 2 nCl cực (+) có H 2O bò điện phân 99,99% Tại anot(+): Cl Tại catot (-): Cu 2 Cu 2e Cu a mol 2a a 2Cl Cl2 2e 0,1mol 0,05 0,1 m dd giaûm 10,75 64a 35,5 0,1 32b 2H 2O 4H O2 4e 4b b BTE 2a 0,1 4b a 0,1mol;b 0,025mol Tất chất tan dung dịch sau điện phân KNO3, HNO3 Cu(NO3)2 Câu 11 (KA-2011) Hoà tan 13,68 gam muối MSO4 vào nước dung dịch X Điện phân X (với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi) thời gian t giây, y gam kim loại M catot 0,035 mol khí anot Còn thời gian điện phân 2t giây tổng số mol khí thu hai điện cực 0,1245 mol Giá trị y A 4,788 B 4,480 C 1,680 D 3,920 Hướng dẫn giải * Thời gian 2t giây: Tại catot (-): Tại anot(+): M2 2e M 2H 2O 4H 2H 2O 2e 2OH 4e 0,28 0,07mol H2 n H 0,1245 n O2 0, 0545mol 0,0545mol 0,109 O2 13,68 0,109 0, 28 M 64(Cu) M 96 * Thời gian t giây: BTE 2 Tại catot (-): M2 Tại anot(+): SO24 M 2e M 0,14 2H 2O 4H O2 0,035mol 0,07 4e 0,14 y 64 0, 07 4, 48gam Câu 12 (KA-2013) Tiến hành điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl (hiệu suất 100%, điện cực trơ, màng ngăn xốp), đến nước bắt đầu bị điện phân hai điện cực ngừng điện phân, thu dung dịch X 6,72 lít khí (đktc) anot Dung dịch X hòa tan tối đa 20,4 gam Al2O3 Giá trị m A 25,6 B 51,1 C 50,4 D 23,5 Hướng dẫn giải + TH1: “Dung dịch X hòa tan tối đa 20,4 gam Al2O3” Al2O3 6H 2Al3 3H 2O 0,2mol Tại anot(+): 2H 2O 4H 1,2mol 1,2 O2 4e n Cl2 0,3 n O2 mol vôlý 0,3 1,2 + TH2: “Dung dịch X hòa tan tối đa 20,4 gam Al2O3” Al2O3 2OH 2AlO2 H 2O 0,2mol 0,4mol “khi nước bắt đầu bị điện phân hai điện cực ngừng điện phân” H2O chưa bị điện phân bên anot Tại anot(+): Cl Tại catot (-): Cu 2 Cu 2e Cu 0,1 0,2 2H2O 2e 2OH 0,4 2Cl 0,6 0,4mol H2 Cl2 0,3mol 2e 0,6 m mCuSO4 m NaCl 0,1160 0, 58,5 51,1gam Câu 13 (QG-2016) Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl 0,05 mol CuSO4 dòng điện chiều có cường độ 2A (điện cực trơ, có màng ngăn) Sau thời gian t giây ngừng điện phân, thu khí hai điện cực có tổng thể tích 2,352 lít (đktc) dung dịch X Dung dịch X hòa tan tối đa 2,04 gam Al2O3 Giả sử hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan dung dịch Giá trị t A 9650 B 8685 C 7720 D 9408 Hướng dẫn giải n khí 0,105 mol; n Al2O3 0, 02 mol Tại anot(+): Cl Tại catot (-): Cu 2 Cu 2e Cu 0,05 2Cl 0,1 2b 2H 2O 2e 2OH H 2a 2a amol 2e Cl2 b mol 2H 2O 4H 2b O2 4e 4c + TH1: “Dung dịch X hòa tan tối đa 2,04 gam Al2O3” cmol 4c Al2O3 6H 2Al3 0,12 0,02mol 3H 2O n H (p/ ứ) 4c 2a 0,12 n khí a b c 0,105 b vôlý BTE 0,1 2a 2b 4c + TH2: “Dung dịch X hòa tan tối đa 2,04 gam Al2O3” Al2O3 2OH 2AlO 2 H 2O 0,02mol 0,04mol n OH (p/ ứ) 2a 4c 0, 04 n khí a b c 0,105 a 0, 03mol; b 0, 07 mol;c 0, 005 mol BTE 0,1 2a 2b 4c It 2t nE 0,1 0,03 t 7720s 96500 96500 Câu 14 (QG-2015) Điện phân dung dịch muối MSO4 (M kim loại) với điện cực trơ, cường độ dòng điện khơng đổi Sau thời gian t giây, thu a mol khí anot Nếu thời gian điện phân 2t giây tổng số mol khí thu hai điện cực 2,5a mol Giả sử hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan nước Phát biểu sau sai? A Tại thời điểm 2t giây, có bọt khí catot B Tại thời điểm t giây, ion M2+chưa bị điện phân hết C Dung dịch sau điện phân có pH < D Khi thu 1,8a mol khí anot chưa xuất bọt khí catot Hướng dẫn giải + Sau thời gian 2t giây: khí thu catot là: 2,5a-2a=1,5a mol Tại catot (-): M2 M 2e M 2,5a 2H 2O 4H 5a 8a 2H 2O 2e 2OH 3a Tại anot(+): SO24 3a H2 1,5amol O2 2amol 4e 8a * Xét đáp án: + A 2t giây có khí H2 catot + C vì: H OH H2O sau điện phân nH = 8a -3a = 5a mol pH < 8a 3a + B t giây: n O2 a mol n E 4a 5a ion M2+chưa bị điện phân hết + D sai thu 1,8a mol O2 n E 1,8a 7, 2a 5a có khí H2 catot Câu 15 (QG-2018) Điện phân dung dịch X gồm CuSO4 KCl (tỉ lệ mol tương ứng 1:5) với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện khơng đổi I = 2A Sau 1930 giây, thu dung dịch Y hỗn hợp khí gồm H2 Cl2 (có tỉ khối so với H2 24) Mặt khác, điện phân X thời gian t giây khối lượng dung dịch giảm 2,715 gam Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan nước nước khơng bay q trình điện phân Giá trị t A 3860 B 5790 C 4825 D 2895 Hướng dẫn giải It 1930 đường chéo 0,04mol ; nH amol; nCl2 2amol 96500 96500 * Thí nghiệm 1: Tại catot (-): Cu 2 Tại anot(+): Cl ne 2Cl Cl2 2e Cu 2e Cu xmol 2xmol n e 4a 0, 04 a 0, 01mol Ta có: 2x 2a 0,04 x 0,01mol 2H2O 2e 2OH H2 2amol 4a 2a amol CuSO4 : KCl 1: nKCl 0, 05mol 0,01 * Thí nghiệm 2: Tại anot(+): Cl Tại catot (-): Cu 2 Cu 0,01mol 2e Cu 0,02mol 2H 2O 2e 2OH H bmol 0,5bmol 2Cl Cl2 2e 0,025 0,05 (nếu H2O chưa điện phân b=0,03mol m dd giaûm = 64 0, 01+ 0, 03 + 71 0, 025 = 2, 445 < 2, 715gam ) có: 2H 2O 4H O2 0,25xmol 4e xmol m dd giaûm 2, 715 71.0, 025 64.0, 01 2.0,5b 32.0, 25x b 0, 06 BTE x 0, 03 0, 02 b 0, 05 x 2.t nE 0, 02 b t 3860s Đáp án A 96500 0,06 Câu 16 (MH 2019) Điện phân dung dịch X chứa 3a mol Cu(NO3)2 a mol KCl (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khối lượng catot tăng 12,8 gam dừng điện phân, thu dung dịch Y Cho 22,4 gam bột Fe vào Y, sau phản ứng xảy hồn tồn, thu khí NO (sản phẩm khử N+5) 16 gam hỗn hợp kim loại Giả thiết hiệu suất điện phân 100% Giá trị a A 0,096 B 0,128 C 0,112 D 0,080 Hướng dẫn giải Catot (-) Cu 2 Anot (+) 2e Cu 0,4 2Cl Cl2 2e 0,2 a 2H 2O 4H a (0,4a) O 4e (0,4a) TN2 : nFe nCu 2 0, 75 nH nFe (3a 0, 2) 0,375(0, a) (2, 625a 0, 05) mol 3a 0,2 BT KimLoaïi 0,4a 64 3a 22, 12,8 16 56(2,625a 0,05) a 0,08 ... pháp điện phân dung dịch NaOH với điện cực trơ, cường độ dòng điện 0,67A thời gian 40 Dung dịch thu sau điện phân có khối lượng 100 gam nồng độ NaOH 6% Nồng độ dung dịch NaOH trước điện phân. .. (KA-2013) Tiến hành điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl (hiệu suất 100%, điện cực trơ, màng ngăn xốp), đến nước bắt đầu bị điện phân hai điện cực ngừng điện phân, thu dung dịch... Al2O3 2OH 2AlO2 H 2O 0,2mol 0,4mol “khi nước bắt đầu bị điện phân hai điện cực ngừng điện phân H2O chưa bị điện phân bên anot Tại anot(+): Cl Tại catot (-): Cu 2 Cu 2e Cu