Dạng bài này thường xuất hiện trong những ngưỡng điểm từ 7 8 ( mức độ vận dụng ). Tài liệu này do tôi sưu tầm được bao gồm lý thuyết và phương pháp giải các bài toán điện phân, có đáp án và lời giải giúp các bạn định hướng được tư duy trong khi làm bài tập
Chủ đề 32: Bài toán điện phân Bài toán điện phân thực chất giống trình oxi hóa khử mà xét Tuy nhiên, khác biệt có tham gia dòng điện chiều Dưới tơi xin giới thiệu kỹ thuật giải toán điện phân dung dịch Để làm tốt dạng toán bạn cần ý số vấn đề sau: Tại cực (–) catôt Các ion dương bị hút phía catơt Thứ tự điện phân : Ag+ > Fe3+ > Cu 2+ > H+ > Ni2+ > Fe2+ > H2O Các ion kim loại từ Al3+ trước (Al3+, Mg2+, Na+, Ca2+, …) khơng bị điện phân Phương trình điện phân H2O: H2O + 2e ® 2OH- + H2 Tại cực (+) anôt Các ion âm bị hút phía anơt Thứ tự điện phân : Kim loπi > I- > Br - > Cl- > H2O Các ion SO24- ,NO3- ,F - không bị điện phân dung dịch Phương trình điện phân H2O : 2H2O - 4e ® 4H+ + O2 Chú ý : Nếu anơt làm kim loại (Cu) anơt bị tan (bị điện phân) Khi giải toán tư chặn đầu cách hỏi xem: + Dung dịch sau điện phân ? + Ở hai cực xảy phản ứng gì? + Khối lượng thay đổi đâu ? It It + Số mol ne có tính theo công thức n e = = ? F 96500 + Cần ý sau điện phân có H+ NO3- 4H+ + NO3- + 3e ® NO + 2H2 O + Cần cận thận với tốn có di chuyển ion cực + Cuối ốp định luật bảo toàn Ví dụ 1: Sau thời gian điện phân dung dịch Cu(NO3)2 với điện cực trơ, thấy dung dịch có màu xanh khối lượng giảm 6,4 gam Khối lượng Cu thu catot A 5,12 gam B 6,4 gam C 5,688 gam D 10,24gam Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìïCu : a BTKL Ta có: í BTE ắắắ đ 64a + 16a = 6, ắắ đ a = 0,08 ắắắ đ O : 0,5a ùợ ắắ đmCu = 5,12(gam) Vớ d 2: in phõn (với điện cực trơ, có màng ngăn) m gam dung dịch chứa 0,1 mol FeCl3 0,15 mol HCl với cường độ dòng điện khơng đổi 1,92A sau thời gian t dung dịch thu sau điện phân có khối lượng (m-5,156)gam Biết q trình điện phân nước bay không đáng kể Giá trị t là: A 2,5 B 2,0 C 3,0 D 1,5 Định hướng tư giải Dễ thấy khối lượng giảm khối lượng Clo Hidro 2a - 0,1 BTKL ắắắ đ 71a + 2a - 0,1 = 5,156 ® a = 0,072(mol) It 0,144.96500 ¾¾ ® ne = ¾¾ ®t = = 7200(s) = 2(h) F 1,93 BTE Ta có: n Cl = a ® n e = 2a ắắắ đ n ưH2 = Vớ d 3: Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol NaCl x mol Cu(NO3)2 với điện cực trơ, sau thời gian thu dung dịch X (vẫn màu xanh) khối lượng dung dịch giảm 21,5 gam Cho sắt vào dung dịch X đến phản ứng xảy hoàn toàn thấy khối lượng sắt giảm 1,8 gam thấy khí NO Giá trị x là: A 0,4 B 0,5 C 0,6 D 0,3 Định hướng tư giải + Có khí NO thoát nghĩa dung dịch sau điện phân có H+ Như vậy, Cl- bị điện phân hết + Dung dịch màu xanh chứng tỏ Cu2+ chưa bị điện phân hết + Tư đón đầu với dung dịch cuối chứa Fe(NO3)2 NaNO3 BTE ì ¾¾¾ ® nO2 = a(mol) ì n NO = a(mol) ï ï Có í n + = 4a ® n = 4a + 0,2 ắắ đớ n e BTE bặiữn phân ! đ n Cu = e = 2a + 0,1 ùợ H ù ắắắ 2+ Cl ợ 0, + 4a BTKL bặiữn phân ắắắ đ 0, 2.35,5 64 = 21,5 ® a = 0,05 ® nCu = 0,2 2+ !+ " # $# % + 32a O "#$#% Cl Cu ì NaNO3 : 0,2 ï n H+ = 4a = 0,2 ắắ đ n NO = 0,05 ắắắắđ 2x - 0,05 - 0,2 ùFe(NO3 )2 : ỵ 2x - 0,05 - 0, BTKL ¾¾¾ ®1,8 = 56 - 64(x - 0, 2) ® x = 0,5mol Ví dụ 4: Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 0,15 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) thời gian t giây thu 2,24 lít khí anot (đktc) Nếu thời gian điện phân 2t giây tơng thể tích khí thu BTNT.nito điện cực 4,76 lít (đktc) Biết hiệu suất trình điện phân đạt 100% khí sinh khơng tan dung dịch Giá trị a là: A 0,20 B 0,15 C 0,25 D 0,30 Định hướng tư giải ìïn Cl = 0,075 BTNT.Clo Với t giây : n Anot = 0,1(mol) ắắắắ đớ đ n e = 0, 25(mol) ùợn O2 = 0,025 ìCu : a ï Với 2t giây ¾¾ ® n e = 0,5(mol), Catot í BTE 0,5 - 2a đ H2 : ùợ ắắắ ỡCl2 : 0,075 ù Bờn Anot ắắắ đớ 0,5 - 0,075.2 = 0,0875 ùợO2 : 0,5 - 2a ắắ đ 0,075 + 0,0875 + = 0, 2125 ® a = 0, 2 Ví dụ 5: Điện phân dung dịch chứa 0,15 mol Fe(NO3)3; 0,25 mol Cu(NO3)2 với điện cực trơ cường độ dòng điện 2,68A thu dung dịch X Lấy dung dịch X khỏi bình điện phân để yên phản ứng kết thúc thu dung dịch Y có khí NO Dung dịch Y hòa tan tối đa gam Cu ? (biết NO sản phẩm khử phản ứng trên) A 15,60 B 16,40 C 17,20 D 17,60 Định hướng tư giải ìFe3+ : 0,15 ï 2+ ìCu : 0, 25 ïCu : 0, 25 BTE Ta có: í ắắắ đớ ợH : 0,075 ù NO3 : 0,95 ùn = 0,8(mol) ắắ đ n H+ = 0,8 - 0,15 ợ e 0,65 Cu,Fe2+ ắắắ ắ đ n ưNO = = 0,1625 ìFe2 + : 0,15 ï BTNT.N Dung dch cui cựng cha ắắắắ đ NO3- : 0,7875 ắắ đ mCu = 15,6(gam) ù BTDT 2+ ợ ắắắđ Cu : 0, 24375 Vớ d 6: in 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 hoà tan tối đa 2,04 gam Al2O3 Giả sử hiệu xuất điện phân 100%, khí sinh khơng tan dung dịch Giá trị t BTE A 7720 B 9408 C 9650 D 8685 Định hướng tư giải é n OH- = 0,04 BTDT Ta có: n Al2O3 = 0,02 ắắắ đờ ờở n H+ = 0,12 ỡùn H+ = 0,12 + Nu ắắ đ n H+ = 0,12 + 2a > n e → Vô lý (loi) đ n e = 0,1 + 2a ùợn H2 = a ¾¾ ìïn OH- = 0,04 → Vậy dung dịch sau có í ïỵn O2 = a ¾¾ ® å n OH- = 0,04 + 4a ¾¾ ® n H2 = 0,02 + 2a ¾¾ ® n Khi = 0,105 = 0,02 +% 2a + a! + "#$# H2 O2 0,14 + 4a - 4a ắắ đ a = 0,005 "##$## % Cl2 It ắắ đ t = 7720(s) F Ví dụ 7: Điện phân dung dịch chứa 0,15 mol Fe(NO3)3; 0,25 mol Cu(NO3)2 với điện cực trơ cường độ dòng điện 2,68A thu dung dịch X Lấy dung dịch X khỏi bình điện phân để yên phản ứng kết thúc thu dung dịch Y có khí NO Dung dịch Y hòa tan tối đa gam Cu ? (biết NO sản phẩm khử phản ứng trên) A 15,60 B 16,40 C 17,20 D 17,60 Trích đề thi thử THPT Chuyên Bến Tre – 2016 Định hướng tư giải ìFe3+ : 0,15 ï 2+ ìCu : 0, 25 ïCu : 0, 25 BTE Ta cú: ắắắ đớ ợH : 0,075 ù NO3 : 0,95 ùn = 0,8(mol) ắắ đ n H+ = 0,8 - 0,15 ợ e 0,65 Cu,Fe2+ ắắắ ắ đ n NO = = 0,1625 ìFe2 + : 0,15 ï BTNT.N → Dung dịch cuối chứa í ¾¾¾¾ ® NO3- : 0,7875 ¾¾ ® mCu = 15,6(gam) ï BTDT 2+ ợ ắắắđ Cu : 0, 24375 ắắ đ n e = 0,16 = Ví dụ 8: Điện phân 200 ml dung dịch Cu(NO3)2 1M với điện cực trơ t giây, cường độ dòng điện khơng đổi 2,5A (hiệu suất trình điện phân 100%), thu chất rắn X, dung dịch Y khí Z Cho gam Mg vào Y, sau phản ứng kết thúc thu 9,36 gam hỗn hợp kim loại khí NO (sản phẩm khử N+5 ) Giá trị t A 6948 B 5790 C 6176 D 6562 Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải + Vì chất rắn chứa hỗn hợp kim loại nên Cu2+ có dư + Ta tư đón đầu cách trả lời câu hỏi: Dung dịch cuối chứa ? - Đường nhiên Mg(NO3)2 Thế số mol tính sao? Đơn giản thơi Có n NO 0,2.2 - a ì BTNT.N đ n Mg(NO3 )2 = ù ắắắắ = a(mol) BTE ặiữn phân ù ắắ = 4a ắắắ ® n Cu = 2a ¾¾ ® n d≠ = 0,2 - 2a Cu2+ ợ đ n H+ = n e 0,4 - a BTKL ắắắ đ 9,36 = - 24 + 64(0,2 - 2a) ắắ đ a = 0,04 2$ !""#"" Mg 2,5.t ắắ đ t = 6176(s) 96500 Ví dụ 9: Điện phân 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaCl 0,1M AlCl3 0,3M điều kiện có màng ngăn, điện cực trơ tới anot xuất khí ngừng điện phân Sau điện phân, lọc lấy kết tủa nung nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi m gam chất rắn Giá trị m A 7,65 B 5,10 C.15,30 D.10,20 Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong nh hng t gii ắắ đ n e = 4.0,04 = 0,16 = Vì Anot bắt đầu có khí thứ hai xuất nghĩa Cl- bị điện phân hết Ta có : n Cl- = 0,5(0,1 + 0,3.3) = 0,5(mol) BTDT ắắắ đ nSinh = 0,5(mol) > 3n Al3+ = 3.0,15 OHBTNT.Na Nên kết tủa bị tan phn: ắắắắ đ n NaAlO2 = 0,05 0,15 - 0,05 = 0,05 ® m Al2O3 = 5,1(gam) Ví dụ 10: Điện phân lít dung dịch X gồm Cu(NO3)2 0,6M FeCl3 0,4M đến anot thoát 17,92 lít khí (đktc) dừng lại Lấy catot khỏi bình điện phân, khuấy dung dịch để phản ứng xẩy hồn tồn thu dung dịch Y Giả thiết kim loại sinh bám lên catot, sản phẩm khử N+5 (nếu có) NO Giá trị (mX –mY) gần là? A 92 gam B 102 gam C 101 gam D 91 gam Trích đề thi thử THPT Quỳnh Lưu – 2016 nh hng t gii BTNT.Al ắắắắ đ n Al2O3 = ìFe3+ : 0, ï 2+ ïCu : 0,6 Ta có: X í ïCl :1, ï NO - :1, ỵ ìCl : 0,6 n anot = 0,8 ắắ đớ ắắ đ ne = îO : 0, ìCu : 0,6 ï Bên catot n e = ắắ đ BTE - 0, - 0,6.2 ® n H2 = = 0, ùợ ắắắ ỡFe + : 0, ï Dung dịch sau điện phân chứa íH + : 0, 2.4 - 0, 2.2 = 0, ¾¾ ® n NO = 0,1 ï ỵ NO3 :1, ¾¾ ® mX - mY = 0,6.71 + 0,2.32 + 0,6.64 + 0,2.2 + 0,1.30 = 90,8 Bài tập rèn luyện Câu 1: Điện phân dung dịch chứa 23,4 gam muối ăn (với điện cực trơ, màng ngăn xốp), thu 2,5 lít dung dịch có pH=13 Phần trăm muối ăn bị điện phân là: A 62,5% B 65% C 70% D 80% Trích đề thi thử THPT Chuyên Đại Học Vinh – 2016 Định hướng tư giải ìn NaOH = 0,25 Ta cú: PH = 13 ắắ đ ộởOH- ựỷ = 0,1 ắắ đớ ợn NaCl = 0,4 0, 25 BTNT.Na ắắắắ đ %NaCl = = 62,5% 0, Câu 2: 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 Trích đề thi Khối A – 2012 – Bộ Giáo Dục Định hướng tư giải + Vì chất rắn chứa hỗn hợp kim loại nên Ag+ có dư + Ta tư đón đầu cách trả lời câu hỏi : Dung dịch cuối chứa ? - Đường nhiên Fe(NO3)2 Thế số mol tính ? Đơn giản thơi Có n NO 0,15 - a ì BTNT.N đ n Fe(NO3 )2 = ù ắắắắ = a(mol) í ï® n + = n e = 4a H ợ BTKL.Fe + Ag ắắắắắ đ 0,15.108 + 12,6 = 14,5 + 56 0,15 - a + 108.4a !"# Ag+ bặiữn phân 2,68.t ắắ đ t = 3600(s) = 1h 96500 Câu 3: Điện phân 200ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO3)2 xM, KCl yM ( điện cực trơ, màng ngăn) đến nước bắt đầu điện phân điện cực dừng lại Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 14 gam so với dung dịch ban đầu dung dịch hòa tan tối đa 3,96 gam Zn(OH)2 Biết thời gian điện phân 19300 giây Giá trị x,y, cường độ dòng điện : A 0,6M; 0,8M; 1,2A C 1M; 2M; 2A B 1M; 1,5M, 1A D 0,6M; 2M; 2A Trích đề thi thử Moon.Vn 2015 Định hướng tư giải 3,96 + Dung dịch sau điện phân hòa tan n Zn(OH)2 = = 0,04(mol) 99 Nên dung dịch sau điện phân phải chứa H+ OH- Trường hợp 1: ¾¾ ® a = 0,025 ¾¾ ® n e = 4.0,025 = 0,1 = BTDT Nếu dung dịch sau điện phân cha H+ ắắắ đ nH+ = 2n Zn(OH)2 = 0,08(mol) ỡùn ưO = 0,02(mol) ắắắ đớ ùợn e = n Cl- + n H+ = 0,08 + 0,2y ® n Cu = 0,04 + 0,1y BTE BTKL ắắắ đ14 = 0,02.32 + 64(0,04 + 0,1y) ® y = 0,8 ! "#" $ + 0,2y.35,5 !"#" $ !""#""$ O Clo Cu ắắ đ nCu = 0,2x = 0,04 + 0,1.0,8 ¾¾ ® x = 0,6 I.t 96500.0,24 ¾¾ ®I = = 1,2 96500 19300 Có đáp án A nên ta không cần làm trường hợp dung dịch sau điện phân chứa OH- Câu 4: Cho 14,625 gam NaCl vào 300ml dung dịch Cu(NO3)2 1M thu dung dịch X Tiến hành điện phân dung dịch X điện cực trơ, màng ngăn xốp tới dung dịch giảm 26,875 gam ngừng điện phân Cho m gam bột Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thấy có khí NO (Sản phẩm khử nhất) 0,6m gam hỗn hợp kim loại Giá trị gần với m : A 11 B 12 C 14 D 13 Trích đề thi thử Moon.Vn 2015 Định hướng tư giải + 0,6m hỗn hợp kim loại nên Cu2+ chưa bị điện phân ht ắắ đ n e = 0,24 = ỡùn NaCl = 0,25(mol) BTE Ta cú ắắắ đ ne = 0,25 + 4a n = a(mol) ® n = 4a đ n = a + O ùợ NO H n bặiữn phân ắắ đ n Cu = e = 2a + 0,125 2+ BTKL ắắắ đ 26,875 = ( 2a + 0,125) 64 + 0,25.35,5 + 32a ® a = 0,0625 ì NaNO3 : 0, 25 ù ắắắắ đớ 0,6 - 0,0625 - 0, 25 = 0,14375 ùFe(NO3 )2 : ợ BTNT.N BTKL ắắắ đ m + ( 0,3 - 0, 25 ) 64 = 0,6m + 0,14375.56 ® m = 12,125 Câu 5: Tiến hành điện phân V lít dung dịch chứa Cu(NO3)2 1M NaCl 0,5M điện cực trơ tới khối lượng dung dịch giảm m gam dừng điện phân Cho 9,5 gam Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thu 1,12 lít khí NO thoát ( Sản phẩm khử ) lại 5,7 gam hỗn hợp rắn khơng tan Giá trị m gần với : A 12,8 B 15,4 C 17,6 D 14,7 Trích đề thi thử Moon.Vn 2015 Định hướng tư giải Bài toán ngược tốn mà thơi + 5,7 gam hỗn hợp kim loại nên Cu2+ chưa bị điện phân hết + Ta có : n NO = 0,05(mol) ® n H+ = 0,2 ® n O2 = 0,05(mol) bặiữn phân ắắ đ n e = n H+ + n Cl- = 0,2 + 0,5V ắắ đ n Cu = 2+ ne = 0,1 + 0,25V + Dung dịch sau chứa ? BTNT.Na ì ¾¾¾¾ ® NaNO3 : 0,5V ï BTNT.N ¾¾¾¾ ®í 2V - 0,05 - 0,5V = 0,75V - 0,025 ïFe(NO3 ) : ợ BTKL ắắắ đ ( V - 0,1 - 0,25V ) 64 + 9,5 - 56(0,75V - 0,025) $ = 5,7 ® V = 0,2(l) !"""#"""$ !""""#"""" Cu Fe ỡO2 : 0,05 ù BTKL ắắ đ m ớCu : 0,15 ắắắ đ m = 14,75(gam) ùCl : 0,05 ỵ Câu 6: Điện phân dung dịch chứa Cu(NO3)2, CuSO4 NaCl với điện cực trơ, cường độ dòng điện khơng đổi 2A, hiệu suất 100% Kết thí nghiệm ghi bảng sau: Thời gian điện phân (giây) t t + 2895 2t Tổng số mol khí điện cực a a + 0,03 2,125a Số mol Cu catot b b + 0,02 b + 0,02 Giá trị t A 4825 B 3860 C 2895 D 5790 Trích đề thi thử THPT Chuyên – Phan Ngọc Hiền – 2016 Định hướng tư giải Khi tăng thêm 2895s ì ìCu : 0, 02 ïcatot í 2.2895 ỵH : 0, 01 ï ¾¾ ® Dn e = = 0, 06(mol) ¾¾ ®í 96500 ïanot ìCl2 : 0, 01 í ï ỵO : 0, 01 ỵ → Vậy thới gian t Cu2+ Cl- chưa bị điện phân hết → a = b BTE Ban u ta cú: ắắắ đ 2a = 2t 96500 Khi thới gian điện phân tăng gấp đôi Số mol Cu không đổi → Cu2+: b+0,02 + Khi tăng từ t + 2895 nên tới 2t ¾¾ ® Dn e = 2(t - 2895) = 2a - 0, 06 96500 x ì ® n O2 = ïn H2 = x ¾¾ Gọi í BTE ù ắắắ đ 2x = 2a - 0, 06 ắắ ® a - x = 0, 03 ỵ Và a + 0,03 + 1,5x = 2,125a ắắ đ1,125a - 1,5x = 0,03 ỡa = 0,04 ắắ đớ ắắ đ t = 3860 ỵ x = 0,01 Câu 7: Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, hiệu suất 100% dòng điện có cường độ khơng đổi) dung dịch X gồm 0,2 mol CuSO4 0,15 mol HCl, sau thời gian điện phân thu dung dịch Y có khối lượng giảm 14,125 gam so với khối lượng dung dịch X Cho 15 gam bột Fe vào Y đến kết thúc phản ứng thu m gam chất rắn Biết sinh hòa tan khơng đáng kể nước Giá trị m A 8,6 B 15,3 C 10,8 Trích đề thi thử THPT Chuyên Đại Học Vinh – 2016 Định hướng tư giải D 8,0 ìCu + : 0, ìCl : 0,15 ï + ï Ta có: íH : 0,15 ¾¾ ®14,125 íO : a ¾¾ ® a = 0,025 ù ù BTE đ Cu : 2a + 0,075 ợ ¾¾¾ ỵCl : 0,15 ìCu + : 0,075 ï Dung dịch sau điện phân chứa íSO 24 - : 0, ù BTDT + ợ ắắắđ H : 0, 25 BTKL ắắắ đ0,075.64 + 15 = m + 0,2.56 ¾¾ ®m = 8,6(gam) Câu 8: Điện phân với điện cực trơ 500ml dung dịch CuSO4 có nồng độ CM đến thu 1,12 lít khí (đktc) anốt dừng lại Ngâm sắt dư vào dung dịch sau điện phân đến phản ứng hoàn toàn thấy khối lượng sắt tăng 0,8 g Giá trị CM là: A 1,8 M B 1,4 M C 1,6 M D 1,2 M Trích đề thi thử THPT Đặng Thúc Hứa – 2016 Định hướng tư gii BTE ỡùnO = 0,05 ắắắ đ ne = 0,2 ¾¾ ® Cu : 0,1 Bên anot: í ¾¾ ® nCu2+ = 0,5C M - 0,1 ïỵn H+ = 0,2 BTKL ắắắ đ64(0,5CM - 0,1) - 56.0,5CM = 0,8 ¾¾ ®CM = 1,8M Câu 9: Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch X chứa CuSO4 NaCl (có tỉ lệ mol tương ứng 3:2) dòng điện chiều có cường độ A, sau thời gian t thu dung dịch Y chứa hai chất tan thấy khối lượng dung dịch Y giảm 33,1 gam so với khối lượng dung dịch X Dung dịch Y hòa tan tối đa 3,6 gam Al Giả sử khí sinh q trình điện phân thoát hết khỏi dung dịch Giá trị t gần với giá trị sau đây? A 4,5 B C 5,36 D 6,66 Trích đề thi thử THPT Đặng Thúc Hứa – 2016 Định hướng tư giải é ì Na + : 2a ê ï 2ê Y íSO : 3a ê ï BTDT + ỡCuSO : 3a 3,6 ợ ắắắđ H : 4a Gi ắắ đờ ắắ đ 4a = ¾¾ ® a = 0,1 + 27 ì Na : 2a ỵ NaCl : 2a ê ê Y ïíSO - : 3a ù BTDT ợ ắắắđ Cu 2+ : 2a ë → Vì khối lượng dung dịch giảm 33,1 → loại phương án (Cu2+ dư) ìCu : 0,3 ïH : x 5.t ï BTKL ¾¾ ® 33,1í ¾¾¾ ® x = 0, 2(mol) ¾¾ ® ne = = 96500 ïCl2 : 0,1 ïỵO : 0,1 + 0,5x ắắ đ t = 5,361(h) Câu 10: Điện phân với điện cực trơ dung dịch hỗn hợp chứa 0,3 mol FeCl3, 0,1 mol CuCl2, 0,2 mol HCl đến khí bắt đầu catot ngắt dòng điện Để n bình điện phân thêm dung dịch AgNO3 dư vào, sau phản ứng xảy hồn tồn thấy có a mol AgNO3 tham gia phản ứng Giá trị a là: A 1,10 B 1,05 C 1,15 D 0,95 Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìFe3+ : 0,3 ï ìCu : 0,1 Ta có: íCu + : 0,1 ắắ đ n e = 0,3 + 0,1.2 = 0,5(mol) ắắ đớ ợCl2 : 0, 25 ï + ỵH : 0, ìFe + : 0,3 ï AgNO3 Dung dịch sau điện phân chứa: íH + : 0, ắắắ đ n ưNO = 0,05 ï ỵCl : 0,8 ìFe3+ : 0,3 ï BTNT.N Dung dch sau cựng cha: ắắ đ ớCu + : 0,1 ắắắắ đ a = 1,15(mol) ù ợ NO3 :1,1 Câu 11: 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 dung dịch X, thu khí NO (sản phẩm khử nhất) 13,5 gam chất rắn Biết phản ứng xảy hoàn tồn hiệu suất q trình điện phân 100% Giá trị t là: A 0,25 B 1,00 C 0,60 D 1,20 Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải BTDT Dễ thấy Cu2+ cũn d Gi n Cu = a ắắắ đ n H+ = 2a ắắ đ n ưNO = 0,5a 0, - 0,5a = 0, - 0, 25a BTKL ắắắ đ14,4 + 64(0,2 - a) = 13,5 + 56(0,2 - 0,25a) ắắ đa = 0,05(mol) BTNT.N ắắắắ ® n Fe(NO3 )2 = 2,68.t ¾¾ ® t = 3600(s) = 1(h) 96500 Câu 12 Có hai bình điện phân, bình (1) đựng 20ml dung dịch NaOH 1,73M; bình (2) đựng dung dịch gồm 0,225 mol Cu(NO3)2 0,2 mol HCl Mắc nối tiếp bình (1) bình (2) Điện phân dung dịch dòng điện chiều với cường độ dòng điện khơng đổi thời gian Khi dừng điện phân, tháo catot bình Sau phản ứng, thấy nồng độ NaOH bình (1) 2M Cho tiếp 14 gam bột Fe vào bình (2) đến phản ứng xảy hồn tồn thu m gam chất rắn khơng tan Biết NO sản phẩm khử N+5 Giá trị m A 10,4 B 9,8 C 8,3 D 9,4 Trích đề thi thử sở giáo dục Quảng Nam – 2016 Định hướng tư giải Với bình 1: n NaOH = 0,0346 ắắ đ Vsau dien phan = 17,3(ml) ắắ đ n dp H O = 0,15(mol) ắắ đ n e = 0,1 = ắắ đ n e = 0,3 ìCu 2+ : 0, 225 - 0,15 = 0,075 ï → Bình chứa: í NO3- : 0, 45 ï BTDT + ® n NO = 0,075 ợ ắắắđ H : 0,3 ắắ BTNT.N ắắắắ đ Fe(NO3 )2 : 0,1875 BTKL.Fe+Cu ắắắắắ đ14 + 0,075.64 = m + 0,1875.56 ắắ đ m = 8,3(gam) Cõu 13: Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, hiệu suất 100% dòng điện có cường độ khơng đổi) dung dịch X gồm 0,05 mol FeCl3, 0,1 mol CuCl2 0,2 mol HCl, sau thời gian điện phân thu dung dịch Y có khối lượng giảm 8,525 gam so với khối lượng dung dịch X Cho 4,32 gam bột Mg vào Y đến kết thúc phản ứng thu m gam chất rắn Biết khí sinh hòa tan khơng đáng kể nước Giá trị m là: A 4,26 B 5,32 C 4,88 D 5,28 Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìFe3+ : 0,05 ï 2+ ìCl : a ïCu : 0,1 ï BTKL Ta có: í + ắắ đ 8,525 BTE đ a = 0,15 a - 0,05 ắắắ ắắắ đ Cu : H : 0, ï ïỵ ïCl- : 0,55 ỵ ìCu + : 0,05 ìCl- : 0, ï 2+ ï 2+ ï Fe : 0,05 Mg Dung dịch sau in phõn cha ắắđ Mg : 0,18 ùCl : 0, ï 2+ ỵ Fe : 0,02 BTDT + ù ắắắ đ H : 0, ợ BTKL ¾¾¾ ®m = 0,05.64 + 0,03.56 = 4,88(gam) Câu 14 Hòa tan hết 27,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe3O4, Fe2O3 Cu dung dịch chứa 0,9 mol HCl (dùng dư), thu dung dịch Y có chứa 13,0 gam FeCl3 Tiến hành điện phân dung dịch Y điện cực trơ đến catot bắt đầu có khí dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 13,64 gam Cho dung dịch AgNO3 dư vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thấy khí NO (sản phẩm khử nhất); đồng thời thu m gam kết tủa Giá trị m là: A 116,85 gam B 118,64 gam C 117,39 gam D 116,31 gam Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải Ta có: n FeCl3 ì Fe3+ + 1e = Fe + ù ù0,08 = 0,08(mol) ắắ đ 2+ ùCu + 2e = Cu ùa ợ ỡùCu : a ắắ ®13,64 í BTE ¾¾ ® a = 0,08 ® Cl2 : 0,04 + a ùợ ắắắ Dung dch sau in phân chứa: 27, - 56x - 0,08.64 ì 2+ BTKL X ® n Trong = = 1,38 - 3,5x O ùFe : x ắắắ 16 ùù BTNT.Clo ắắ đ ắắắắ đ Cl- : 0,9 - 0, 24 = 0,36 ï BTNT.H ® n H+ = 0,9 - 2(1,38 - 3,5x) ù ắắắắ ùợ BTDT ắắắ đ9x - 1,86 = 0,66 ắắ đ x = 0,28 ắắ đ n H+ = 0,1 ắắ đ n ưNO = 0,025 BTE ® Ag : 0, 28 - 0,025.3 = 0, 205 ùỡ ắắắ BTE + BTNT ắắắắđ m BTNT.Cl ắắ đ m = 116,85 đ AgCl : 0,66 ùợ ắắắắ Câu 15: Điện phân 100 gam dung dịch X chứa 0,15 mol CuSO4 a mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp), đến nước bắt đầu bị điện phân hai điện cực ngừng, thu dung dịch Y Dung dịch Y hòa tan tối đa 2,7 gam Al Giả sử hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan nước Nồng độ phần trăm K2SO4 Y ? A 34,30% B 26,10% C 33,49% D 27,53% Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải Trường hợp 1: Nếu dung dịch sau điện phân có H+ ïìCl - 1e = Cl Có í + ïỵ2H O - 4e = 4H + O n Al = 0,1 ắắ đ n H+ = 0,3 ắắ đ a + 0,3 = 0,3 (Vơ lý) Do đó, dung dch sau in phõn phi cha OH- ắắ đ n OH- = n AlO- = 0,1 ắắ đ n e = 0,15.2 + 0,1 = 0,4 ìKOH : 0,1 ¾¾ ® a = n KCl = 0,4 ¾¾ ®Y ợK 2SO4 0,15.174 ắắ đ %K 2SO4 = = 34,30% 100 - 0,15.64 - 0, 4.35,5 - 0,1 Câu 16: Chia 1,6 lít dung dịch chứa Cu(NO3)2 HCl thành hai phần Điện phân phần (điện cực trơ) với cường độ dòng điện 2,5A, sau t giây thu 0,14 mol khí anot Dung dịch sau điện phân phản ứng vừa đủ với 550 ml dung dịch NaOH 0,8M thu 1,96 gam kết tủa Cho m gam bột Fe vào phần đến phản ứng hoàn toàn thu 0,7m gam hỗn hợp kim loại khí NO (sản phẩm khử đktc) Giá trị m gần với: A 23,7 B 22,5 C 20,8 D 24,6 Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải + Dung dịch sau điện phân tác dụng NaOH có Cu(OH)2 2+ ïìn NaOH = 0,44 ùỡCu : 0,02 ắắ đ dung dch sau in phõn chứa í + í ïỵH : 0,4 ïỵn Cu(OH)2 = 0,02 ìCu(NO3 )2 : 0,16 + Khí Anot nCl = 0,14 ắắ đ n e = 0,28 ắắ ® P2 í ỵHCl : 0,4 ìNO3- : 0,22 ùù 0,4 Cho Fe vo ắắ đ n ưNO = = 0,1 ắắ đ ớCl - : 0,4 ù BTDT đ Fe2 + : 0,31 ùợ ắắắ BTKL.Fe + Cu ắắắắắ đ m + 0,16.64 = 0,7m + 0,31.56 ¾¾ ® m = 23,733 Câu 17: Điện phân 500 ml dung dịch hỗn hợp CuSO4 a mol/l NaCl mol/l với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện khơng đổi 5A thời gian 96,5 phút (hiệu suất trình điện phân 100%, nước bay khơng đáng kể) thu dung dịch có khối lượng giảm so với ban đầu 17,15 gam Giá trị a A 0,2 B 0,5 C 0,3 D 0,4 Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải It 5.96,5.60 Ta có: n e = = = 0,3(mol) F 96500 Nhận thấy Cu2+ chưa bị điện phân hết : Dm ¯= 0,3.35,5 + 0,15.64 = 20,25 > 17,15 Nên Cu2+ bị điện phân hết bên catot có nước bị điện phân.Chọn A có A cho số mol Cu2+ nhỏ 0,15 mol.Nếu làm tường minh thì: Catot Anot Cu + + 2e = Cu 0,5a Cl - - 1e = Cl a 0,3 0,3 - 2H2 O + 2e = 2OH + H2 BTKL ¾¾¾ ® 0,3.35,5 + 0,5a.64 + 0,3 - a = 17,15 ® a = 0,2(M) Câu 18: Hòa tan hết 8,56 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 CuO 400 ml dung dịch HNO3 1M, kết thúc phản ứng thu dung dịch Y 0,01 mol NO (sản phẩm khử nhất) Điện phân dung dịch Y (điện cực trơ, không màng ngăn, hiệu suất 100%) với cường độ dòng điện khơng đổi 5A, 36 phút 30 giây Khối lượng catot tăng lên tổng thể tích khí (đktc) hai điện cực kết thúc điện phân là: A 1,28 gam 2,744 lít B 3,8 gam 1,400 lít C 3,8 gam 2,576 lít D 1,28 gam 3,584 lít Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong nh hng t gii BTE ỡù ắắắ đ Fe3O4 : 0,03 Ta có: n NO = 0,01 ¾¾ đ BTKL đ CuO : 0,02 ùợ ắắắ ỡFe3+ : 0,09(mol) ï 2+ It ïCu : 0,02(mol) n e = = 0,3(mol) ắắ đYớ F ù NO3 : 0,39(mol) ù ắắắ BTDT đ H + : 0,08(mol) ợ Chú ý: Bên anot xảy điện phân H2O sinh H+ nên bên catot khơng có trình điện phân Fe2+ 0,3 ì n O2 = = 0,075 ù ù BTE ắắắ đớ ắắ đ V = 3,584 0,3 0,09 0,02.2 ïn = = 0,085 ïỵ H2 mcatot = mCu = 0,02.64 = 1,28(gam) Câu 19: Hòa tan 72 gam hỗn hợp gồm Fe2(SO4)3 CuSO4 có tỉ lệ mol tương ứng 2:1 vào bình đựng 0,1 mol H2SO4 lỗng thu dung dịch X Tiến hành điện phân dung dịch X (với điện cực trơ) với cường độ dòng điện 10A thời gian 4825 giây Khối lượng dung dịch sau điện phân giảm gam so với dung dịch trước điện phân? (giả sử trình điện phân nước bay không đáng kể) A 14,2 gam B 8,85 gam C 12,2 gam D 9,6 gam Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìFe3+ : 0,3 Fe (SO ) : 0,15 ï ỡ Ta cú: 72 ắắ đ X íCu + : 0,075 ỵCuSO : 0,075 ï + ỵH : 0, Chú ý: Bên anot điện phân H2O sinh H+ nên Fe2+ chưa bị điện phân It 0,5 Ta có: n e = = 0,5(mol) ắắ đ n ưO2 = = 0,125(mol) F 0,5 - 0,3 - 0,075.2 ắắ đ n ưH2 = = 0,025 ắắ đ m = 0,125.32 + 0,075.64 + 0,025.2 = 8,85(gam) Câu 20: Điện phân với điện cực trơ (H = 100%) 100 gam dung dịch X chứa FeCl3 16,25%; HCl 3,65% CuCl2 13,5% 15 phút với cường độ dòng điện không đổi 7,72 ampe thu dung dịch Y thấy tổng thể tích khí hai cực đktc V lít (biết khí sinh không tan nước nước bay không đáng kể) Giá trị V là: A 4,704 lít B 4,256 lít C 5,376 lít D 4,480 lít Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ììFeCl3 : 0,1 ïï It 7,72.75.60 ne = = = 0,36 ïíHCl : 0,1 F 96500 ï ï CuCl : 0,1 ïỵ Ta có: í ìFe3+ + 1e = Fe2 + (0,1) ï ï ïAnot ïì2Cl - 2e = Cl catot íCu + + 2e = Cu(0,1) í ï 0,36 0,18 ïỵ ï2H + + 2e = H (0,03) ù ợ ợ ắắ ®V = 22,4(0,18 + 0,03) = 4,704 ... hành điện phân dung dịch X (với điện cực trơ) với cường độ dòng điện 10A thời gian 4825 giây Khối lượng dung dịch sau điện phân giảm gam so với dung dịch trước điện phân? (giả sử q trình điện. .. 3600(s) = 1h 96500 Câu 3: Điện phân 200ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO3)2 xM, KCl yM ( điện cực trơ, màng ngăn) đến nước bắt đầu điện phân điện cực dừng lại Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm... 0, 24375 Ví dụ 6: 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