Tài liệu chuyên đề, đề thi thử các trường, đề thi thử chuẩn cấu trúc, tài liệu dạy học dạy thêm Hóa, Toán cấp 3. Để mua tài liệu giá rẻ, liên hệ qua số điện thoại: 0969799454. Cảm ơn mọi người đã ủng hộ
CHƯƠNG 5- ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Vị trí kim loại bảng tuần hồn - Nhóm IA (trừ H), nhóm IIA, nhóm IIIA (trừ bo (B)) phần nhóm IVA,VA,VIA - Các nhóm B (từ IB đến VIIIB) - Họ lantan actini (xếp riêng hai hàng cuối bảng) Cấu tạo kim loại a Cấu tạo nguyên tử Nguyên tử hầu hết kim loại có electron lớp ngồi (1, 3e) (Đặc biệt, ví dụ: poloni (Po) nhóm VIA có electron lớp ngồi cùng) b Cấu tạo tinh thể - Ở nhiệt độ thường kim loại thể rắn có cấu tạo tinh thể (trừ Hg thể lỏng) - Mạng tinh thể kim loại gồm có: Nguyên tử kim loại, ion kim loại electron tự - Ba kiểu mạng tinh thể kim loại phổ biến + Mạng tinh thể lục phương (có độ đặc khít 74%) (Be, Mg, Zn ) + Mạng tinh thể lập phương tâm diện (có độ đặc khít 74%) (Ca, Sr, Cu, Ag, Au, Al ) + Mạng tinh thể lập phương tâm khối (có độ đặc khít 68%) (Li, Na, K, Ba, V, Mo ) c Liên kết kim loại Liên kết kim loại liên kết hình thành nguyên tử kim loại ion kim loại mạng tinh thể tham gia electron tự Tính chất vật lí kim loại - Tính chất vật lí chung: Tính dẻo, tính dẫn điện, dẫn nhiệt có ánh kim Màu sắc: Cu màu đỏ, Ag, Al, Mg màu trắng bạc Tính dẻo cao Au Độ dẫn diện giảm theo thứ tự: Ag, Cu, Au, Al, Fe - Tính chất vật lí khác: + Khối lượng riêng nhỏ Li (0,5 g/cm3), lớn Os (22,6 g/cm3) (Cu 8,9; Hg 13,6; Au 19,3) + Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp Hg (-39oC), cao W (3410oC) + Kim loại mềm kim loại kiềm (Na, K, Rb, Cs), cứng Cr (độ cứng 9) Tính chất hóa học chung kim loại Tính chất hóa học chung kim loại tính khử: M → Mn+ + ne a) Tác dụng với phi kim: Cl2, O2, S (- Với flo, oxi hóa tất kim loại tạo muối florua) - Với clo: Khí clo oxi hóa trực tiếp hầu hết kim loại tạo muối clorua + Bột nhơm tự bốc cháy khí tiếp xúc với khí clo: 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 to + (Fe, Cr) + Cl2 (số oxi hóa +3) → (FeCl3, CrCl3) to + (Ni, Zn, Pb) + Cl2 (số oxi hóa +2) → (NiCl2, ZnCl2 , PbCl2 ) o t + Sn + 2Cl2 (số oxi hóa +4) → SnCl4 - Với oxi: Oxi tác dụng với hầu hết kim loại (trừ Au Pt ) phi kim (trừ halogen) to + 3Fe + 2O2 → Fe3O4 (oxit sắt từ) to + (Al, Cr) + O2 (số oxi hóa +3) → (Al2O3, Cr2O3) o t + (Ni, Zn, Pb) + O2 (số oxi hóa +2) → (NiO, ZnO , PbO ) o t + Sn + 2O2 → SnO2 (số oxi hóa +4) ; (T1-tr49 28-KA-09, 30-KA-2010) to + 2Na + O2 (nguyên chất, khô) → Na2O2 (natri peoxit) to 4Na + O2 (khơng khí, khơ) → 2Na2O (natri oxit) - Với lưu huỳnh: Ở nhiệt độ cao, lưu huỳnh tác dụng với nhiều kim loại tạo muối sunfua to + (Zn, Fe, Cu, Pb) + S (số oxi hóa +2) → (ZnS, FeS, CuS, PbS) o t + (Al, Cr) + S (số oxi hóa +3) → (Al2S3, Cr2S3) Riêng Hg tác dụng với S nhiệt độ thường: Hg + S → HgS (ứng dụng thu gom Hg nhiệt kế thủy ngân bị vỡ, b) Tác dụng với dung dịch axit - Với axit HCl, H2SO4 loãng Nhiều kim loại (đứng trước hiđro dãy điện hóa kim loại) khử ion H + dung dịch HCl, H2SO4 loãng tạo H2 (Fe, Cr, Sn) + H2SO4 (lỗng)) →(FeSO4, CrSO4, SnSO4) + H2 (số oxi hóa +2) (Cr, đun nóng, khơng có mặt khơng khí) - Với axit HNO3, H2SO4 đặc Hầu hết kim loại (trừ Pt, Au) khử N+5 (trong HNO3) S+6 (trong H2SO4) xuống số oxi hóa thấp (Fe, Cr) + (HNO3, H2SO4 đặc, nóng) →tạo muối Fe3+, Cr3+ (Sn + H2SO4 đặc, nóng →tạo hợp chất Sn(IV) Sn(SO4)2) (axit đặc) →NO2 Kim loại hoạt động (Pb, Cu, Ag, Hg) + HNO3 (axit loãng) →NO - (Al, Fe, Cr) không tác dụng với H2SO4 đặc nguội, HNO3 đặc nguội c) Tác dụng với nước - Ở nhiệt độ thường kim loại nhóm IA, IIA (trừ Be, Mg) →tạo hiđroxit tan + H2 - Ở nhiệt độ cao Fe, Zn →tạo oxit + H2 * Vì khơng dùng nước, cát (SiO2), khí cacbonic (CO2) để dập tắt đám cháy Mg, Al ? to < 570oC →Fe3O4 + H2 Fe + H2O to > 570oC →FeO + H2 Không tác dụng với nước: Au, Ag d) Tác dụng với dung dịch muối Kim loại mạnh (từ Mg trở sau) khử ion kim loại yếu dung dịch muối thành kim loại tự Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ Phương trình ion khối lượng kim loại, khối lượng dung dịch trước sau phản ứng Khối lượng kim loại 56 -> 64 tăng: 64 - 56 = 2+ 2+ Fe + Cu → Fe + Cu↓ Khối lượng muối (hoặc kl dung dịch) 64 -> 56 giảm: 64 - 56 = Na + dung dịch CuSO4 → ? e) Tác dụng với dung dịch kiềm (Al Zn) 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ Oxit, hiđroxit a) Oxit hiđroxit lưỡng tính: ZnO, Al2O3 , Cr2O3 , SnO , PbO Zn(OH)2 , Al(OH)3 , Cr(OH)3 , Sn(OH)2 , Pb(OH)2 * Cr2O3: Tan dung dịch axit dung dịch kiềm đặc b) Hiđroxit tan dung dịch NH3 dư : Zn(OH)2 , Cu(OH)2 , Ni(OH)2 (và AgCl) VD: Cho dung dịch NH3 (dư) vào dung dịch X chứa CuCl 2, FeCl2, AlCl3 thu kết tủa Y Nung Y khơng khí đến khối lượng không đổi thu chất rắn Z Cho khí H (dư) qua Z nung nóng thu chất rắn R Thành phần R gồm A Al2O3, Fe2O3 B Al2O3, Fe C Cu, Al, Fe D Fe c) Màu số chất : Muối không tan, hiđroxit không tan, muối sunfua không tan, oxit - Các hiđroxit: Fe(OH)2 trắng xanh, Fe(OH)3 nâu đỏ, Cu(OH)2 xanh, Mg(OH)2 trằng, Zn(OH)2) keo trắng , Al(OH)3 keo trắng, Cr(OH)2 màu vàng, Cr(OH)3 màu lục xám, Ni(OH)2 xanh lục - Các oxit: CuO FeO: chất rắn màu đen, Fe 2O3 chất rắn màu đỏ nâu , Cu 2O đỏ gạch, Cr2O3 chất rắn màu lục thẫm, CrO3 chất rắn màu đỏ thẫm - Các muối sunfua: (CuS, PbS, Ag2S) màu đen, CdS màu vàng - Các muối: AgCl trắng, AgBr vàng nhạt, AgI vàng, Ag3PO4 vàng (tan axit HNO3 loãng) - Các muối: CaSO4, CaCO3 , BaCO3 trắng , BaSO4 trắng (không tan axit mạnh) 5- Dãy điện hóa kim loại - Ý nghĩa dãy điện hóa kim loại Cặp oxi hóa- khử kim loại Nguyên tố kim loại Nguyên tố phi kim Tính Tính Tính 2+ Fe + 2e Fe Cl2 + 2e 2Cl− oxi khử oxi hóa giảm hóa Cu2+ + 2e Cu Br2 + 2e 2Br− tăng giảm Ag+ + 1e Ag I2 + 2e 2I− Dạng oxi hóa (cation kim loại - Dạng khử kim loại) Dạng oxi hóa (phi kim - Tính khử tăng Dạng khử anion) Dạng oxi hóa dạng khử nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa - khử kim loại Kí hiệu: Fe2+/Fe ; Cu2+/Cu ; Ag+/Ag, với nguyên tố phi kim: Cl2/2Cl−; Br2/2Br−; I2/2I− So sánh tính chất cặp oxi hóa - khử (dựa theo phản ứng hóa học) - Ví dụ: Cặp Fe2+/Fe Cu2+/Cu Nhúng sắt vào dung dịch đồng sunfat, viết phương trình phản ứng dạng ion Viết cặp oxi hóa-khử, so sánh tính chất cặp oxi hóa - khử Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu↓ ; Fe2+ < Cu2+ Tính oxi hóa tăng Chất khử Chất oxi hóa Chất oxi hóa Chất khử ; mạnh mạnh yếu yếu ; Fe > Cu Tính khử giảm 2+ + - Ví dụ: Cặp Cu /Cu Ag /Ag Nhúng sợi dây đồng vào dung dịch bạc nitrat, viết phương trình phản ứng dạng ion Viết cặp oxi hóa-khử, so sánh tính chất cặp oxi hóa - khử Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag↓ ; Cu2+ < Ag+ Tính oxi hóa tăng Chất khử Chất oxi hóa Chất oxi hóa Chất khử ; mạnh mạnh yếu yếu ; Cu > Ag Tính khử giảm 2+ 2+ + So sánh dạng oxi hóa: Fe < Cu < Ag Tính oxi hóa tăng → So sánh dạng khử: Fe > Cu > Ag Tính khử giảm → Chú ý: Nên viết cặp chất có tính khử mạnh trước, cặp chất có tính oxi hóa mạnh viết sau Dãy điện hóa (của kim loại) Dãy xếp cặp oxi hóa- khử, gồm dạng oxi hóa dạng khử nguyên tố (kim loại) theo thứ tự tăng dần tính oxi hóa (của ion kim loại) giảm dần tính khử (của kim loại) Tính oxi hố ion kim loại tăng → K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ Hg2+ Au3+ Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Fe2+ Ag Hg Au Tính khử kim loại giảm → Mở rộng dãy điện hóa Chiều tăng dần tính oxi hoá → 2+ + 2+ 3+ 2+ 2+ Ca Na Mg Al Zn S Fe Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ I2 Fe3+ Ag+ Hg2+ NO3−(H+) K Na Mg Ca Na Mg Al Al Zn S2− Fe Ni Sn Pb H2 Cu I− Fe2+ Ag Hg ←Chiều tăng dần tính khử NO • Ý nghĩa Dự đốn chiều xảy phản ứng hai cặp oxi hóa - khử Phản ứng hai cặp oxi hóa - khử xảy theo chiều chất oxi hóa mạnh oxi hóa chất khử mạnh hơn, sinh chất oxi hóa yếu chất khử tương ứng yếu a Kim loại phía trái hoạt động (càng dễ bị oxi hóa); ion có tính oxi hóa yếu (càng khó bị khử) b Kim loại đứng bên trái (không tác dụng với nước điều kiện thường- từ Mg trở sau) đẩy kim loại đứng bên phải khỏi dung dịch muối c Kim loại bên trái H2 đẩy H2 khỏi dung dịch axit thơng thường (HCl, H2SO4 lỗng ) d Chỉ có kim loại đứng đầu dãy (kim loại kiềm, kiềm thổ: K, Na, Ca ) đẩy H khỏi nước điều kiện thường (Mg đẩy H2 khỏi nước nóng) VD Có dung dịch, dung dịch có loại cation: Zn 2+, Cu2+, Mg2+, Fe2+, Ag+, Pb2+ kim loại Zn, Cu, Mg, Fe, Ag, Pb a) Sắp xếp cặp oxi hóa- khử chất nói theo thứ tự định TCHH? b) Những kim loại phản ứng với dung dịch chứa cation nào? c) Rút kết luận tính oxi hóa ion Ag+ Mg2+, tính khử kim loại Ag Mg ? d*) Viết phương trình phản ứng cho Fe (dư) + dung dịch AgNO3 Fe + dung dịch AgNO3 (dư) 6- Ăn mòn kim loại Khái niệm Sự ăn mòn kim loại phá hủy kim loại hợp kim tác dụng chất mơi trường xung quanh Phân loại - Ăn mịn hóa học q trình oxi hóa - khử, electron kim loại chuyển trực tiếp đến chất mơi trường - Ăn mịn điện hóa học q trình oxi hóa - khử, kim loại bị ăn mòn tác dụng dung dịch chất điện li tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương Điều kiện xảy ăn mịn điện hóa học - Các điện cực phải khác chất, cặp kim loại khác cặp kim loại với phi kim - Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp gián tiếp với qua dây dẫn - Các điện cực phải tiếp xúc với dung dịch chất điện li Giải thích phản ứng xảy điện cực xảy ăn mịn điện hóa học Cực âm (−) Cực dương ⊕ Điện cực Vị trí dãy Kim loại đứng trước Kim loại đứng sau phi kim (C) điện hóa dãy điện hóa q trình oxi hóa kim loại: trình khử của: Quá trình xảy O2 + 2H2O + 4e → 4OH− (m.t trung tính, bazơ) M → Mn+ + ne 2H+ + 2e → H2 (môi trường axit) 2+ Cu + 2e → Cu (trong dd muối: k.loại đứng Ag+ + 1e →Ag trước đẩy k.loại đứng sau) Tên gọi điện cực Tên gọi điện cực anot Tên gọi điện cực catot Khái niệm Anot Điện cực xảy q trình oxi hóa hay từ electron rời khỏi thiết bị Trong bình điện phân, ống phóng điện anot điện cực nối với cực dương nguồn điện chiều Trong pin (hoặc ăn mịn điện hóa học), ăc qui anot cực âm Catot Điện cực xảy q trình khử hay từ electron vào thiết bị Trong bình điện phân, ống phóng điện catot điện cực nối với cực âm nguồn điện chiều Trong pin (hoặc ăn mịn điện hóa học), ăc qui catot cực dương Chống ăn mòn kim loại - Phương pháp bảo vệ bề mặt Dùng chất bền vững với mơi trường để phủ lên mặt ngồi đồ vật kim loại bôi dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men Sắt tây sắt tráng thiếc, tôn sắt tráng kẽm - Phương pháp điện hóa Nối kim loại cần bảo vệ với kim loại hoạt động để tạo thành pin điện hóa kim loại hoạt động bị ăn mòn, kim loại bảo vệ Vỏ tàu biển thép gắn khối kẽm (phần chìm nước) Tơn để khơng khí ẩm chưa bị xước (bảo vệ bề mặt), bị xước đến bề mặt sắt (bảo vệ phương pháp điện hóa) Giải thích ? 7- Điều chế kim loại Nguyên tắc điều chế kim loại khử ion kim loại thành nguyên tử Mn+ + ne → M Các phương pháp điều chế kim loại tùy thuộc vào độ hoạt động hóa học kim loại - Phương pháp thủy luyện Nguyên tắc: Dùng kim loại có tính khử mạnh Zn, Fe khử ion kim loại kim loại có tính khử yếu dung dịch muối Phạm vi áp dụng: Phương pháp thủy luyện thường dùng để điều chế kim loại có độ hoạt động yếu Ag, Cu Thí dụ: Dùng Zn để khử ion Ag+ dung dịch muối bạc Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag↓ - Phương pháp nhiệt luyện Nguyên tắc: Dùng chất khử C, CO, H kim loại hoạt động Al, Mg khử ion kim loại hợp chất (thường oxit) nhiệt độ cao Phạm vi áp dụng: Phương pháp nhiệt luyện thường dùng để điều chế kim loại có độ hoạt động trung bình Zn, Fe, Sn, Pb yếu Cu t0 Thí dụ: CuO + H2 → Cu + H2O t Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 - Phương pháp điện phân Nguyên tắc: Dùng dòng điện chiều khử ion kim loại thành kim loại catot (cực âm) bình điện phân + Điện phân hợp chất nóng chảy Phạm vi áp dụng: Dùng điều chế kim loại hoạt động hóa học mạnh K, Na, Ca, Mg, Al +Điện phân dung dịch muối Phạm vi áp dụng: Dùng điều chế kim loại hoạt động trung bình yếu -VD So sánh: Ăn mòn kim loại (Zn-Cu dung dịch HCl) điện phân dung dịch CuCl2 (điện cực trơ) So sánh Điện cực Nửa p.ứng Quá trình a) Nhúng hợp kim Zn-Cu vào dd HCl Cực âm (−) Cực dương ⊕ Zn → Zn2+ + 2e 2H+ + 2e → H2↑ Cực âm (−) Cu2+ + 2e → Cu↓ Cực dương ⊕ 2Cl− → Cl2↑+ 2e Q.trình oxi hố (QT nhường e) Q.trình khử (QT nhận e) Q.trình khử (QT nhận e) Q.trình oxi hoá (QT nhường e) anot catot catot anot Tên điện cực Nhận xét b) Điện phân dd CuCl2 (điện cực trơ) phát sinh dòng điện (electron di chuyển từ anot sang catot) khơng phát sinh dịng điện So sánh: Điện phân dung dịch CuSO4 với anot đồng (anot tan) điện phân dung dịch CuSO4 với anot graphit (điện cực trơ) So sánh Điện cực Nửa p.ứng Quá trình Tên điện cực P.ứng đ.phân a) Điện phân dd CuSO4 (anot Cu) Cực âm (−) Cu + 2e → Cu↓ Cực dương (Cu) ⊕ Cực âm (−) Cực dương ⊕ 2+ Cu + 2e → Cu↓ Q.trình khử (QT nhận e) Q.trình oxi hố (QT nhường e) Q.trình khử (QT nhận e) Q.trình oxi hố (QT nhường e) catot anot catot anot 2+ Cu → Cu + 2e b) Điện phân dd CuSO4 (điện cực trơ) Cu2+ (dd) + Cu(r) → Cu(r) + Cu2+ (dd) (anot-k.loại tan) (catot-k.loại bám) 2+ 2H2O→O2↑+ 4H++4e ®pdd 2Cu2+ + 2H2O → 2Cu↓ + O2↑ + 4H+ Bài tập chương - Đại cương kim loại Đại cương kim loại Dãy gồm kim loại có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối là: A Na, K, Mg B Be, Mg, Ca C Li, Na, Ca D Li, Na, K Dãy gồm kim loại có kiểu mạng tinh thể lập phương tâm khối là: A Na, K, Ca B Na, K, Ba C Li, Na, Mg D Mg, Ca, Ba Phát biểu sau ? A Các kim loại: natri, bari, beri tác dụng với nước nhiệt độ thường B Kim loại xesi dùng để chế tạo tế bào quang điện C Kim loại magie có kiểu mạng tinh thể lập phương tâm diện D Theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân, kim loại kiềm thổ (từ beri đến bari) có nhiệt độ nóng chảy giảm dần Hơi thuỷ ngân độc, làm vỡ nhiệt kế thuỷ ngân chất bột dùng để rắc lên thuỷ ngân gom lại A vôi sống B cát C muối ăn D lưu huỳnh Thí nghiệm sau khơng xảy phản ứng ? A Cho kim loại Cu vào dung dịch HNO3 B Cho kim loại Fe vào dung dịch Fe2(SO4)3 C Cho kim loại Ag vào dung dịch HCl D Cho kim loại Zn vào dung dịch CuSO4 Cho dãy kim loại: Al, Cu, Fe, Ag Số kim loại dãy phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng A B C D Thực thí nghiệm sau: (a) Cho Al vào dung dịch HCl (b) Cho Al vào dung dịch AgNO3 (c) Cho Na vào H2O (d) Cho Ag vào dung dịch H2SO4 lỗng Trong thí nghiệm trên, số thí nghiệm xảy phản ứng (SGK10-tr140) A B C D.2 Kim loại Fe không phản ứng với chất sau dung dịch ? A CuSO4 B MgCl2 C FeCl3 D AgNO3 Kim loại sắt không phản ứng với dung dịch sau ? A H2SO4 đặc, nóng B HNO3 lỗng C H2SO4 lỗng D HNO3 đặc, nguội 10 Dãy gồm kim loại tác dụng với dung dịch HCl không tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nguội là: A Fe, Al, Cr B Cu, Fe, Al C Fe, Mg, Al D Cu, Pb, Ag 11 Thực thí nghiệm với hỗn hợp bột gồm Ag Cu (hỗn hợp X): (a) Cho X vào bình chứa lượng dư khí O3 (ở điều kiện thường) (b) Cho X vào lượng dư dung dịch HNO3 (đặc) (c) Cho X vào lượng dư dung dịch HCl (khơng có mặt O2) (d) Cho X vào lượng dư dung dịch FeCl3 Thí nghiệm mà Cu bị oxi hố cịn Ag khơng bị oxi hoá A (d) B (a) C (b) D (c) 12 Thực thí nghiệm sau (ở điều kiện thường): (a) Cho đồng kim loại vào dung dịch sắt(III) clorua (b) Sục khí hiđro sunfua vào dung dịch đồng(II) sunfat (c) Cho dung dịch bạc nitrat vào dung dịch sắt(III) clorua (d) Cho bột lưu huỳnh vào thủy ngân Số thí nghiệm xảy phản ứng A B C D 13 Phát biểu sau không ? A Trong công nghiệp, kim loại Al sản xuất phương pháp điện phân Al2O3 nóng chảy B Al(OH)3 phản ứng với dung dịch HCl dung dịch KOH C Kim loại Al tan dung dịch HNO3 đặc, nguội D Trong phản ứng hóa học, kim loại Al đóng vai trị chất khử Dãy điện hóa kim loại - Sắp xếp ion, kim loại theo chiều giảm dần (hoặc tăng dần) tính oxi hóa, tính khử (theo dãy điện hóa) Cho kim loại: Na, Mg, Fe, Al; kim loại có tính khử mạnh A Mg B Fe C Al D Na Cho dãy kim loại: Fe, K, Mg, Ag Kim loại dãy có tính khử yếu A Fe B Ag C Mg D K Dãy kim loại xếp theo chiều giảm dần tính khử là: A K, Cu, Zn B Cu, K, Zn C Zn, Cu, K D K, Zn, Cu Dãy gồm ion xếp theo thứ tự tính oxi hóa giảm dần từ trái sang phải là: A K+, Al3+, Cu2+ B K+, Cu2+, Al3+ C Cu2+, Al3+, K+ D Al3+, Cu2+, K+ Trong ion sau đây, ion có tính oxi hóa mạnh ? A Ca2+ B Ag+ C Cu2+ D Zn2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ Cho ion kim loại: Zn , Sn , Ni , Fe , Pb Thứ tự tính oxi hố giảm dần là: 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ A Pb > Sn > Fe > Ni > Zn B Sn > Ni > Zn > Pb > Fe 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ C Zn > Sn > Ni > Fe > Pb D Pb > Sn > Ni > Fe > Zn Dãy ion xếp theo chiều giảm dần tính oxi hố (biết dãy điện hóa, cặp Fe3+/Fe2+ đứng + trước cặp Ag /Ag): + 2+ 3+ 2+ 3+ 2+ + 2+ A Ag , Cu , Fe , Fe B Fe , Cu , Ag , Fe + 3+ 2+ 2+ 3+ + 2+ 2+ C Ag , Fe , Cu , Fe D Fe , Ag , Cu , Fe Cho dãy ion : Fe2+, Ni2+, Cu2+, Sn2+ Trong điều kiện, ion có tính oxi hóa mạnh dãy A Fe2+ B Sn2+ C Cu2+ D Ni2+ Cho dãy điện hoá kim loại, dự đốn phản ứng xảy cặp oxi hóa khử Hai kim loại phản ứng với dung dịch Cu(NO3)2 giải phóng kim loại Cu A Fe Ag B Al Ag C Al Fe D Fe Au 10 Dung dịch FeSO4 dung dịch CuSO4 tác dụng với A Ag B Fe C Cu D Zn 11 Cho kim loại: Ni, Fe, Cu, Zn; số kim loại tác dụng với dung dịch Pb(NO3)2 A B C D 2+ 12 Trong dung dịch CuSO4, ion Cu không bị khử kim loại A Fe B Mg C Zn D Ag 13 Dãy gồm ion oxi hóa kim loại Fe A Cr2+, Au3+, Fe3+ B Fe3+, Cu2+, Ag+ 2+ 2+ + C Zn , Cu , Ag D Cr2+, Cu2+, Ag+ 14 Cho chất: NaOH, Cu, Ba, Fe, AgNO3, NH3 Số chất phản ứng với dung dịch FeCl3 A B C D 15 Thứ tự số cặp oxi hoá - khử dãy điện hoá sau : 2+ 2+ 3+ 2+ Fe /Fe; Cu /Cu; Fe /Fe Cặp chất không phản ứng với A Fe dung dịch CuCl2 B Fe dung dịch FeCl3 C dung dịch FeCl2 dung dịch CuCl2 D Cu dung dịch FeCl3 16 Phương trình hóa học sau sai ? A 2Na + 2H2O →2NaOH + H2 B Fe + ZnSO4 (dung dịch) → FeSO4 + Zn to C H2 + CuO → Cu + H2O D Cu + 2FeCl3 (dung dịch) →CuCl2 + 2FeCl2 17 Cho cặp oxi hóa – khử xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa dạng oxi hóa sau: Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Fe3+/Fe2+ Phát biểu sau ? A Cu2+ oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ B Fe3+ oxi hóa Cu thành Cu2+ C Cu khử Fe3+ thành Fe D Fe2+ oxi hóa Cu thành Cu2+ 18 Cho cặp oxi hóa – khử xếp theo thứ tự tăng dần tính oxi hóa ion kim loại: Al3+/Al; Fe2+/Fe, Sn2+/Sn; Cu2+/Cu Tiến hành thí nghiệm sau: (a) Cho sắt vào dung dịch đồng(II) sunfat (b) Cho đồng vào dung dịch nhôm sunfat (c) Cho thiếc vào dung dịch đồng(II) sunfat (d) Cho thiếc vào dung dịch sắt(II) sunfat Trong thí nghiệm trên, thí nghiệm có xảy phản ứng là: A (b) (c) B (a) (c) C (a) (b) D (b) (d) 19 Cho biết thứ tự từ trái sang phải cặp oxi hoá - khử dãy điện hoá (dãy điện cực chuẩn) sau : Zn2+/Zn ; Fe2+/Fe; Cu2+/Cu; Fe3+/Fe2+; Ag+/Ag Các kim loại ion phản ứng với ion Fe2+ dung dịch A Zn, Cu2+ B Ag, Fe3+ C Ag, Cu2+ D Zn, Ag+ 20 Thứ tự số cặp oxi hóa – khử dãy điện hóa sau: Mg 2+/Mg; Fe2+/Fe; Cu2+/Cu; Fe3+/Fe2+; Ag+/Ag Dãy gồm chất, ion tác dụng với ion Fe3+ dung dịch là: A Mg, Fe, Cu B Mg,Cu, Cu2+ C Fe, Cu, Ag+ D Mg, Fe2+, Ag - Cho phản ứng xảy ra, xếp tính oxi hóa, tính khử chất • Cho phản ứng, viết cặp oxi hóa - khử tương ứng Fe3+ < Ag+ Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag ; + Fe2+ > Ag2+ Cu < Fe3+ < Ag+ 2+ 3+ Cu < Fe ⇒ 2Fe(NO3)3 + Cu → 2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2; Cu > Fe2+ Cu > Fe2+ > Ag Vị trí cặp Fe3+/Fe2+ dãy điện hóa ? 21 Cho phản ứng: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu (1) ; − 2+ 3+ 2Fe + Cl2 → 2Fe + 2Cl (2); 3+ 2+ 2+ 2Fe + Cu → 2Fe + Cu (3) Dãy chất ion sau xếp theo chiều giảm dần tính oxi hố: A Cu2+ > Fe2+ > Cl2 > Fe3+ B Cl2 > Cu2+ > Fe2+ > Fe3+ C Cl2 > Fe3+ > Cu2+ > Fe2+ D Fe3+ > Cl2 > Cu2+ > Fe2+ 22 Cho phản ứng xảy sau đây: (1) AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag↓ (2) Mn + 2HCl → MnCl2 + H2↑ Dãy ion xếp theo chiều tăng dần tính oxi hố 2+ + 3+ + + 2+ + 3+ A Mn , H , Fe , Ag B Ag , Mn , H , Fe 2+ + 3+ + 3+ + 2+ C Mn , H , Ag+, Fe D Ag , Fe , H , Mn 23.(T2-tr22-14.KA-11)*Câu 57: Cho phản ứng sau: Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2 AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag Dãy xếp theo thứ tự tăng dần tính oxi hóa ion kim loại là: A Ag+, Fe2+, Fe3+ B Fe2+, Fe3+, Ag+ C Fe2+, Ag+, Fe3+ D Ag+, Fe3+, Fe2+ 24 Cho biết phản ứng xảy sau: 2FeBr2 + Br2 → 2FeBr3 2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2 Phát biểu là: − A Tính khử Cl mạnh Br− B Tính oxi hóa Br2 mạnh Cl2 C Tính khử Br− mạnh Fe2+ D Tính oxi hóa Cl2 mạnh Fe3+ 25 Cho phản ứng sau: (1) Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 (2) 2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2 (3) Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu Dãy xếp theo thứ tự tăng dần tính oxi hóa ion kim loại là: A Cu2+, Fe2+, Fe3+ B Fe2+, Fe3+, Cu2+ 2+ 2+ 3+ C Fe , Cu , Fe D Cu2+, Fe3+, Fe2+ 26 Hai kim loại X, Y dung dịch muối clorua chúng có phản ứng hóa học sau: X + 2YCl3 → XCl2 + 2YCl2; Y + XCl2 → YCl2 + X Phát biểu là: 2+ 2+ A Ion Y có tính oxi hóa mạnh ion X 2+ B Kim loại X khử ion Y C Kim loại X có tính khử mạnh kim loại Y 3+ 2+ D Ion Y có tính oxi hóa mạnh ion X 27 Cho a mol sắt tác dụng với a mol khí clo, thu hỗn hợp rắn X Cho X vào nước, thu dung dịch Y Biết phản ứng xảy hồn tồn Dung dịch Y khơng tác dụng với chất sau ? A AgNO3 B NaOH C Cl2 D Cu 28 Cho a mol sắt tác dụng với 1,25a mol khí clo, thu hỗn hợp rắn X Cho toàn chất rắn X vào dung dịch AgNO3 dư, khuấy đều, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu m gam kết tủa Giá trị m A 358,75a B 412,75a C 401,95a D 423,55a Các khái niệm phản ứng oxi hóa- khử Chiều hướng xảy phản ứng oxi hóa - khử 29 Cho phản ứng hóa học: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Trong phản ứng xảy 2+ 2+ 2+ A khử Fe oxi hóa Cu B khử Fe khử Cu 2+ C oxi hóa Fe oxi hóa Cu D oxi hóa Fe khử Cu 2+ 2+ Giải: Fe → Fe + 2e (Fe: chất khử, oxi hóa Fe thành ion Fe ); Cu2+ + 2e → Cu (Cu2+: chất oxi hóa, khử ion Cu2+ thành Cu) 30 Cho phản ứng: Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag Phát biểu sau ? A Ion Fe2+ có tính oxi hố mạnh ion Fe3+ B Ion Fe3+ có tính oxi hố mạnh ion Ag+ C Kim loại Ag có tính khử mạnh ion Fe2+ D Ion Fe2+ khử ion Ag+ 31 Mệnh đề khơng là: 2+ A Fe oxi hố Cu 2+ B Fe khử Cu dung dịch 3+ 2+ C Fe có tính oxi hóa mạnh Cu 2+ + 2+ + D Tính oxi hóa ion tăng theo thứ tự: Fe , H , Cu , Ag 32 Cho phản ứng: nX + mYn+ nX m+ + mY (a) Có phát biểu sau: Để phản ứng (a) xảy theo chiều thuận (1) Xm+ có tính oxi hố mạnh Yn+ (2) Yn+ có tính oxi hố mạnh Xm+ (3) Y có tính khử yếu X (4) Y có tính khử mạnh X Phát biểu A (1) (2) B (2) (3) C (3) (4) D (1) (3) 10 4AgNO3 + 2H2O 4Ag + O2+ 4HNO3 432 gam Ag < - mgiảm = 464 gam a = 6,48 gam Ag < - mgiảm = 6,96 gam Điện phân dung dịch muối Phương pháp tăng giảm khối lượng Kim loại tác dụng với dung dịch sau điện phân Điện phân 400 gam dung dịch đồng(II) sunfat 8% khối lượng dung dịch giảm bớt 20,5 gam Tính phần phần trăm khối lượng hợp chất dung dịch điện phân khối lượng chất thoát điện cực trơ Giải: Khối lượng CuSO4 = 32 gam, số mol CuSO4 = 0,2 mol ®pdd Phương trình điện phân: 2CuSO4 + 2H2O (1) → 2Cu↓ + O2↑ + 2H2SO4 (mol) -> mgiảm= 160 gam 0,2 - 0,2 - 0,1 - 0,2 > mgiảm= 16 gam mgiảm= 16 < 20,5 gam ⇒ H2O bị điện phân: 20,5 - 16 = 4,5 gam, số mol H2O = 0,25 mol đpdd 2H2O → (H2SO42H ) 2↑ + O2↑ (mol) 0,25 0,25 0,125 Dung dịch sau điện phân có H2SO4 : 98× 0,2 = 19,6 gam Khối lượng dung dịch: 400 - 20,5 = 379,5 gam C% = (19,6 : 379,5)100 = 5,16% Các chất thoát điện cực: Cu (0,2 mol), H2 (0,25 mol), O2 (0,225 mol) Tiến hành điện phân (với điện cực trơ) V lít dung dịch CuCl 0,5M Khi dừng điện phân thu dung dịch X 1,68 lít khí Cl (đktc) anot Toàn dung dịch X tác dụng vừa đủ với 12,6 gam Fe Giá trị V A 0,60 B 0,15 C 0,45 D 0,80 Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO nồng độ x mol/l, sau thời gian thu dung dịch Y cịn màu xanh, có khối lượng giảm gam so với dung dịch ban đầu Cho 16,8 gam bột Fe vào Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 12,4 gam kim loại Giá trị x A 2,25 B 1,5 C 1,25 D 3,25 ®pdd Giải: Số mol Fe = 0,3 mol 2CuSO4 + 2H2O → 2Cu↓ + O2↑ + 2H2SO4 (1) mol > mgiảm = 160 gam mol a mol < -mgiảm = gam -> a mol ⇒ a = 0,1 mol Dung dịch Y màu xanh, dư CuSO4 (b mol), H2SO4 0,1 mol Chú ý: Fe phản ứng với H2SO4 tạo thành CuSO4 dư ! Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (mol) 0,1 0,1 0,1 ; Fe lại 0,2 mol (11,2 gam) Nếu Fe phản ứng hoàn toàn tạo thành Cu, khối lượng sau phản ứng 64× 0,2 = 12,8 gam > 12,4 gam Vậy Fe dư, CuSO4 (b mol) phản ứng hết Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ (mol) b (tan) b (bám) msau = 11,2 – 56b + 64b = 12,4 ⇒ b = 0,15 mol Số mol CuSO4 ban đầu = 0,1 + 0,15 = 0,25 mol ⇒ x = 0,25 : 0,2 = 1,25M Cách khác Chất oxi hoá: Cu2+ + 2e → Cu ; 2H+ + 2e → H2 b 2b b ; 0,2 0,2 0,1 ; số mol electron trao đổi = (2b + 0,2) Chất khử: Fe → Fe2+ + 2e (b + 0,1) (2b + 0,2) msau = 12,4 = 16,8 - 56(b + 0,1) + 64b ⇒ b = 0,15 mol 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 +5 N ) 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 Điện phân 150 ml dung dịch AgNO 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 37 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 0,3 C 1,0 D 1,2 Giải: Kiến thức cần lưu ý: - Điện phân Ag bám vào điện cực Vì biết Y cịn AgNO3 ? (hh Fe, Ag) - Fe + (AgNO3 , HNO3) dư Fe sản phẩm gồm NO, Ag, Fe(NO3)2! Cách 1: Số mol AgNO3 0,15 mol HNO3 x mol → NO, ne = 0,75x Số mol AgNO3 tham gia điện phân x AgNO3 (0,15 - x) →Ag (0,15 - x), ne = (0,15 - x) Số mol Fe phản ứng (tạo Fe2+) = 0,375x + 0,075 - 0,5x = (0,075 - 0,125x) msau = 14,5 = 12,6 - 56(0,075 - 0,125x) + 108(0,15 - x) ⇒ 101x = 10,1 , x = 0,1 ⇒ ne = 0,1, t = I.t 2, 68.t Cách 2: Số mol electron = = = 0,1t = số mol Ag+ điện phân ; số mol Fe: 0,225 mol 26,8 26,8 Các phương trình phản ứng (viết dạng phân tử): ®pdd 4AgNO3 + 2H2O → 4Ag + O2↑ + 4HNO3 (mol) 0,1t 0,1t 0,1t AgNO3 lại: (0,15 – 0,1t) mol 2AgNO3 + Fe → 2Ag↓ + Fe(NO3)2 (mol) (0,15 - 0,1t) (0,075 - 0,05t) (0,15 - 0,1t) Fe tác dụng với HNO3 Hỗn hợp kim loại gồm Ag tạo Fe dư ⇒ tạo Fe(NO3)2! 3Fe + 8HNO3 → 3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3.0,1t 3.0,1t (mol) 0,1t ; số mol Fe p.ứng = = 0,0375t 8 Hỗn hợp kim loại gồm Ag: (0,15 – 0,1t) mol, Fe: (0,225 – 0,075 + 0,1t - 0,0375t) mol Khối lượng hỗn hợp kim loại : 14,5 = 108(0,15 – 0,1t) + 56(0,225 – 0,075 + 0,05t - 0,0375t) Giải ra: 10,1 = 10,1t ⇒ t = (Nhận xét hai cách giải ?) Điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO4 NaCl Môi trường dung dịch sau điện phân • Nửa phản ứng xảy điện cực trơ điện phân Tại catot, cực âm (−) Cu2+ + 2e → Cu↓ -Nếu dư Cu2+ (hết Cl−): Môi trường axit Tại catot, cực âm (−) Tại anot, cực dương (+) 2Cl− → Cl2↑ + 2e 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e Tại anot, cực dương (+) Cu2+ + 2e → Cu↓ 2Cl− → Cl2↑ + 2e 2H2O + 2e → 2OH− + H2↑ -Nếu dư Cl− (hết Cu2+): Môi trường baz ã Cỏc phng trỡnh phn ng in phõn đpdd Cu2+ + 2Cl− (1) → Cu↓ + Cl2↑ − 2+ - Nếu dư Cu (hết Cl ): Môi trường axit + ®pdd 2Cu2+ + 2H2O (2) → 2Cu↓ + O2↑ + 4H − 2+ - Nếu dư Cl (hết Cu ): Mơi trường bazơ − ®pdd 2Cl− + 2H2O (3) → 2OH + H2↑ + Cl2↑ − 2+ - Nếu hết Cu Cl : Điện phân nước ®pdd 2H2O (4) → 2H2↑ + O2↑ Những dấu hiệu quan trọng - Môi trường dung dịch sau điện phân: + Môi trường axit: Dư Cu2+ , hết Cl− Catot thu Cu, anot thu hỗn hợp khí Cl2 O2 + Mơi trường bazơ: Dư Cl−, hết Cu2+ Catot thu Cu khí H2, anot thu khí Cl2 38 - Khi catot có bọt khí (H2) ra, dung dịch hết ion Cu2+ - Khối lượng dung dịch giảm: mgiảm = mk loại↓ + mkhí↑ 39 Bài tập Khi điện phân dung dịch muối nước với điện cực trơ, có màng ngăn, trị số pH dung dịch sau điện phân tăng lên Dung dịch muối đem điện phân A CuSO4 B AgNO3 C K2SO4 D KCl Cho dung dịch sau: KCl, Na2SO4, KNO3, AgNO3, ZnSO4, NaCl, KOH, BaCl2, H2SO4 (loãng) Sau điện phân với điện cực trơ, có màng ngăn, dung dịch cho môi trường bazơ là: A KCl, Na2SO4, KNO3, NaCl B KCl, NaCl, KOH, BaCl2 C NaCl, KOH, BaCl2, H2SO4 (loãng) D AgNO3, ZnSO4, NaCl, KOH Điện phân dung dịch gồm NaCl HCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp) Trong trình điện phân, so với dung dịch ban đầu, giá trị pH dung dịch thu A không thay đổi B tăng lên C giảm xuống D tăng lên sau giảm xuống Điện phân dung dịch chứa hỗ n hợ p CuSO4 NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp) Biết ion SO42− không bị điện phân dung dịch Dung dịch sau điện phân hịa tan bột Al 2O3 Dung dịch sau điện phân chứa A H2SO4 NaOH B NaOH C H2SO4 D H2O Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 b mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp) Để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng điều kiện a b 2(biết ion SO4 không bị điện phân dung dịch) A 2b = a B b < 2a C b = 2a D b > 2a Giải: Điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO4 NaCl Các phản ứng xảy điện cực CuSO4 → Cu2+ + SO42− NaCl → Na+ + Cl− H2O H+ + OH− Tại catot, cực âm (−) Tại anot, cực dương (+) − 2+ Cu + 2e → Cu↓ 2Cl → Cl2↑ + 2e 2+ • Nếu hết ion Cu , H2O bị khử → H2↑ • Nếu hết ion Cl− , H2O bị oxi hóa → O2↑ 2H2O + 2e → H2↑ + 2OH− 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e (môi trường axit: 2H+ + 2e → H2↑) (môi trường kiềm: 4OH−→ O2↑+ 2H2O + 4e) - Các pt pứ: đpdd Cu2+ + 2Cl− → Cu↓ + Cl2↑ (1) So sánh số mol electron trao đổi: b 2a Nếu (mol) a b = 2a , phản ứng vừa đủ, xảy phản ứng (1) − 2+ (mol) a b > 2a , dư ion Cl , hết ion Cu : xảy phản ứng (2), môi trường bazơ (mol) a b < 2a , dư ion Cu2+, hết ion Cl−: xảy phản ứng (3), môi trường axit 2Cl− + 2H2O → 2OH− + H2↑ + Cl2↑ (2), môi trường bazơ 2+ + 2Cu + 2H2O → 2Cu↓ + 4H + O2↑ (3), môi trường axit Điện phân dung dịch gồm a mol CuSO b mol NaCl Nếu b > 2a, catot bắt đầu có khí ngừng điện phân Dung dịch sau điện phân chứa ion (không kể ion nước phân li): A Na+, SO42−, Cl− B Na+, SO42-, Cu2+ C Na+, Cl− D Na+, SO42−, Cu2+, Cl− 2+ Giải: Catot bắt đầu có khí ra, ngừng điện phân, hết Cu Số mol electron trao đổi là: 2a < b (số mol Cl−) ⇒ Dư Cl−, dung dịch chứa: Na+, SO42−, Cl− Dung dịch X chứa a mol CuSO b mol NaCl (2a > b) Điện phân (có màng ngăn, điện cực trơ) dung dịch X đến nước bắt đầu điện phân hai điện cực dừng điện phân, thu V lít khí (đktc) anot Giá trị V tính theo a, b A 5,6(a + b) B 5,6(a - 2b) C 11,2(a - 0,5b) D 5,6(2a + b) Cách 1: Viết phương trình phản ứng, tính theo phương trình phản ứng Cách 2: Áp dụng đlbt electron Điện phân (với điện cực trơ) dung dịch gồm NaCl CuSO có số mol, đến catot xuất bọt khí dừng điện phân Trong q trình điện phân trên, sản phẩm thu anot 40 A khí Cl2 O2 B khí H2 O2 C có khí Cl2 D khí Cl2 H2 Giải: Cu2+ (x mol), Cl− (x mol), dư ion Cu2+, xảy (1) (3) Tại anot có khí Cl2 O2 Chọn A hoặc: Chất oxi hóa Cu2+ (x mol), chất khử Cl− (x mol) ⇒ số mol electron = 2x = x (tạo Cl2) + x (tạo O2) (Hoặc thể tích khí thu anot ?) Dung dịch X chứa x mol NaCl y mol CuSO với điện trơ, màng ngăn xốp đến nước bắt đầu điện phân hai điện cực dừng điện phân Thể tích khí anot gấp 1,5 lần thể tích khí thoát catot điều kiện nhiệt độ áp suất Biểu thức liên hệ x y A x = 6y B x = 3y C y = 1,5x D x = 1,5y Dung dịch X chứa a mol CuSO4 b mol NaCl (2a < b) Điện phân (có màng ngăn, điện cực trơ) dung dịch X đến nước bắt đầu điện phân hai điện cực dừng điện phân, thu V lít khí (đktc) anot catot Giá trị V tính theo a, b A 22,4(a + b) B 22,4(a - 2b) C 22,4(a - b) D 22,4(b - a) Điện phân hỗn hợp muối với thời gian t 2t giây 10 Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 0,2 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi) thời gian t giây, thu 2,464 lít khí anot (đktc) Nếu thời gian điện phân 2t giây tổng thể tích khí thu hai điện cực 5,824 lít (đktc) Biết hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan dung dịch Giá trị a A 0,15 B 0,18 C 0,24 D 0,26 Giải: Dạng điện phân hỗn hợp Phương trình phân li: (T.tự T2-tr24-34.KA-11) CuSO4 → Cu2+ + SO42−, KCl → K+ + Cl− H2O H+ + OH− Thứ tự điện phân catot (cực âm) Thứ tự điện phân anot (cực dương) 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl− → Cl2↑ + 2e hết ion Cu2+, xảy khử nước: hết ion Cl−, xảy oxi hoá nước: 2H2O + 2e → H2↑ + 2OH− 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e (môi trường axit: 2H+ + 2e → H2↑) (môi trường kiềm: 4OH−→ O2↑ + 2H2O + 4e) Khi catot có khí (H2) thoát ra, ion Cu2+ dung dịch bị điện phân hết, nước bị khử tạo H2 Kết quả, H2O bị điện phân tạo H2 O2 Cách 1: Tính theo nửa phản ứng điện cực - Số mol khí n1 = (2,464 : 22,4) = 0,11 mol > 0,1 ⇒ thu khí Cl2 O2 n Cl2 = 0,1, n O2 = 0,01 mol Số mol electron chuyển qua bình điện phân t giây là: ne (1) = 2× 0,1 + 4× 0,01 = 0,24 mol - Số mol khí n2 = (5,824 : 22,4) = 0,26 mol Số mol electron chuyển qua bình điện phân 2t giây là: ne (2) = 2× 0,24 = 0,48 mol Xét thời gian 2t giây: • Tại anot có khí Cl2 (0,1 mol) O2 Tính số mol O2 theo đlbt electron ne (2) = 0,48 = n Cl2 + n O2 = 2× 0,1 + n O2 ⇒ n O2 = 0,07 mol Số mol khí H2 catot: 0,26 – (0,1 + 0,07) = 0,09 mol • Tại catot có Cu (a mol) H2 (0,09 mol) thoát ra: ne (2) = 0,48 = n Cu 2+ + n H2 = 2.a + 2× 0,09 ⇒ a = 0,15 mol Thứ tự điện phân catot (cực âm) (−) Cu + 2e → Cu a 2a a 2+ (mol) Thứ tự điện phân anot (cực dương) (+) 2Cl− → Cl2↑ + 2e (mol) 0,2 0,1 0,2 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e môi trường axit: 2H+ + 2e → H2↑ (mol) 0,07 (mol) 0,18 0,09 Bảo toàn electron: 2a + 0,18 = 0,48 ⇒ a = 0,15 mol Cách 2: Tính theo phương trình phản ứng điện phân (phức tạp ít) Cu2+ + 2Cl− → Cu↓ + Cl2↑ 41 0,28 (mol) 0,1 0,2 0,1 0,1 2+ 2Cu + 2H2O → 2Cu↓ + O2↑ + 4H+ (mol) (a - 0,1) (a - 0,1) 0,5(a - 0,1) 2H2O → 2H2↑ + O2↑ (mol) x 0,5x - Tổng số mol khí thu hai điện cực số mol electron chuyển qua bình điện phân: 0,26 = 0,1 + 0,5(a - 0,1) + 0,5x + x ⇒ 0,21 = 0,5a +1,5x (tại catot) ne (2) = 0,48 = 2a + 2x ⇒ 0,24 = a + x ⇒ x = 0,09 mol, a = 0,15 mol (hoặc anot) 0,48 = 2× 0,1 + 4× 0,5(a – 0,1) + 4× 0,5x ⇒ 0,24 = a + x , tương tự 11 Tiến hành điện phân dung dịch CuSO NaCl điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường dịng điện khơng đổi, ta có kết ghi theo bảng sau: Thời gian Khối lượng catot tăng Anot Khối lượng dung dịch giảm 3088 (giây) m (gam) Thu khí Cl2 10,80 (gam) 6176 (giây) 2m (gam) Khí 18,30 (gam) t (giây) 2,5m (gam) Khí 22,04 (gam) Giá trị t A 8299 B 7720 C 8685 D 8878 Giải: Cách 1- (3088 giây): Tính m Khối lượng dung dịch giảm = khối lượng Cu + khối lượng Cl Số mol Cu = số mol Cl2 = 10,80 : 135 = 0,08 mol ⇒ mCu = m = 5,12 gam - (6176 giây): Nếu anot có khí Cl2 mdd giảm = 0,16× 135 = 21,60 gam > 18,30 gam ⇒ có khí Cl2 (a mol) khí O2 (b mol) anot Ta có: Khối lượng dung dịch giảm = 18,3 = 64× 0,16 + 71a + 32b Số mol electron trao đổi = 0,32 = 2a + 4b ⇒ a = 0,1 ; b = 0,03 mol - (t giây) Biện luận: nCu = 0,2 mol Nếu catot khơng có khí H2 Số mol O2 = (ne tạo oxi : 4) = (0,4 - 0,2) : = 0,05 mol mgiảm = 64× 0,2 + 71× 0,1 + 32× 0,05 = 21,5 gam < 22,04 gam Vậy catot có x mol H2 ra, anot có 0,1 mol Cl2 y mol O2 Ta có: Số mol electron trao đổi: 0,4 + 2x = 0,2 + 4y (*) Khối lượng dung dịch giảm: 64× 0,2 + 2x + 71× 0,1 + 32y = 22,04 (**) ⇒ x = 0,03 mol (H2); y = 0,065 mol (O2) Số mol electron: 0,4 + 2× 0,03 = 0,46 mol Tính t Ta có: 0,16 mol electron > 3088 giây 0,46 mol electron > t = 8878 giây Kẻ bảng sau: Thời gian, phản ứng xảy điện cực, khối lượng dung dịch giảm Thời gian Catot Cu + 2e → 0,16 2+ Cu + 2e → 0,32 Anot Khối lượng dd giảm Cu 2Cl → Cl2 + 2e 10,80 (gam) 3088 (giây) 0,08 0,08 0,16 − Cu 2Cl → Cl2 + 2e 18,30 (gam) 6176 (giây) a = 0,1 mol (Cl2); 0,16 a 2a + (ban đầu có 0,2 mol Cl−) 2H2O → O2 + 4H + 4e b 4b b = 0,03 mol (O2) − 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl → Cl2 + 2e 22,04 (gam) t (giây) Biện luận: Nếu catot khơng có H2 0,4 0,2 0,2 0,1 0,2 + + 2H + 2e → H2 2H2O → O2 + 4H + 4e thoát ⇒ mgiảm = 21,5 g! 2x x y 4y ⇒ có khí H2 catot Cách 2: Tính theo phương trình phản ứng điện phân - Tìm m theo (*): Cu2+ + 2Cl− → Cu↓ + Cl2↑ (*) mol 0,08 0,16 0,08 0,08 42 2+ − Khối lượng dung dịch giảm = khối lượng Cu + khối lượng Cl2 - Tìm Cl− theo (**): Cu2+ + 2Cl− → Cu↓ + Cl2↑ (**) mol a 2a a a 2Cu2+ + 2H2O → 2Cu↓ + O2↑ + 4H+ mol 2b 2b b Số mol Cu: a + 2b = 0,16 Khối lượng dung dịch giảm: 64× 0,16 + 71a + 32b = 18,30 ⇒ a = 0,1 mol (Cl2), 0,2 mol Cl− ; b = 0,03 mol (O2) - Tìm số mol electron theo (***): Cu2+ + 2Cl− → Cu↓ + Cl2↑ (**) mol 0,1 0,2 0,1 0,1 2Cu2+ + 2H2O → 2Cu↓ + O2↑ + 4H+ mol 0,1 0,1 0,05 Nước bị điện phân hai điện cực: 2H2O → 2H2 + O2↑ mol c 0,5c Khối lượng dung dịch giảm: 64× 0,2 + 71× 0,1 + 32× 0,05 + 2c + 32× 0,5c = 22,04 ⇒ c = 0,03 mol H2 Số mol electron = 2× 0,2 + 2× 0,03 = 0,46 mol Điện phân dung dịch có chứa muối Fe3+ VD Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol FeCl 3, 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 là: A 5,60 B 11,20 C 22,40 D 4,48 Gợi ý giải: - Xem cách giải ví dụ 2- trang 38 Nắm thứ tự dãy điện hoá kim loại: Fe2+/Fe , H+/H2 , Cu2+/Cu , Fe3+/Fe2+ Thứ tự điện phân catot (cực âm) (−) Thứ tự điện phân anot (cực dương) (+) Fe3+ + 1e → Fe2+ (mol) 0,1 0,1 0,1 2+ Cu + 2e → Cu (mol) 0,2 0,4 0,4 2H+ + 2e → H2↑ (ngừng điện phân) Thể tích khí Cl2 : (mol) 2Cl− → Cl2↑ + 2e 0,8 0,25 0,5 V = 0,25× 22,4 = 5,6 lít Bổ sung: Điện phân dung dịch muối với thời gian t 2t giây (điện cực trơ) - Điện phân dung dịch muối clorua (Cl−) kim loại M+ (Na+, K+ ) Sản phẩm điện cực: + Tại catot (cực âm): Chỉ thu khí H2 + Tại anot (cực dương): Thu khí Cl2 (hoặc hỗn hợp khí Cl2 H2) VD Điện phân dung dịch muối MCl (M kim loại kiềm) với điện cực trơ, có màng ngăn, cường độ dịng điện khơng đổi Sau thời gian t giây, thu 0,7b mol khí catot Nếu thời gian điện phân 2t giây tổng số mol khí thu hai điện cực 2,6b mol Giả sử hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan nước Phát biểu sau sai ? A Tại thời điểm 2t giây, có khí O2 anot B Khi thu 1,2b mol khí catot chưa xuất khí O2 anot C Dung dịch sau điện phân có pH > D Tại thời điểm t giây, ion Cl− chưa bị điện phân hết Gợi ý giải Sau 2t giây: Số mol khí = 2× 0,7b + n Cl2 + n O2 = 2,6b ⇒ n Cl2 + n O2 = 1,2b (dự đoán có O2 ?) Số mol electron = 2× n Cl2 + 4× n O2 = 2× 1,4b ⇒ Cl2: b mol, O2: 0,2b 43 Điện phân hỗn hợp dung dịch (NaCl, Cu(NO3)2 KCl CuSO4) Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO 0,12 mol NaCl dịng điện có cường độ 2A Thể tích khí (đktc) anot sau 9650 giây điện phân A 2,240 lít B 2,912 lít C 1,792 lít D 1,344 lít × 9650 = 0, mol Điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO4 NaCl Giải: Số mol electron = 96500 Cách 1: Giải nhanh Cu2+ 0,2 mol, Cl− 0,12 mol, ne = 0,2 mol nCu p.ứng = 0,1 mol ⇒ dư Cu2+ Tại anot: n e = 0,12 + × n O2 = 0,2 ⇒ n O2 = 0,02 mol; nkhí = 0,06 + 0,02 = 0,08 mol, Vkhí = 22,4× 0,08 = 1,972 lít Các phản ứng xảy điện cực: CuSO4 → Cu2+ + SO42− ; NaCl → Na+ + Cl− H2O H+ + OH− Cách 2: Tính theo nửa phản ứng điện cực Tại catot (−) Tại anot (+) − 2+ Cu + 2e → Cu↓ 2Cl → Cl2↑+ 2e (mol) 0,2 0,2 0,1 (mol) 0,12 0,06 0,12 Cu2+ dư 0,1 mol 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e (mol) 0,02 0,08 Vkhí = 0,08× 22,4 = 1,792 lít Cách : Tính theo phương trình điện phân ®pdd Cu2+ + 2Cl− → Cu↓ + Cl2↑ (mol) 0,06 0,12 0,06 0,06 (0,12 mol electron) Dư Cu2+, hết Cl−, 0,08 mol electron ®pdd 2Cu2+ + 2H2O → 2Cu↓ + O2↑ + 4H+ (mol) 0,04 0,04 0,02 ⇒ Vkhí = 0,08× 22,4 = 1,792 lít Điện phân có màng ngăn 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl 0,1M NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A 3860 giây Dung dịch thu sau điện phân có khả hoà tan m gam Al Giá trị lớn m A 4,05 B 2,70 C 1,35 D 5,40 × 3860 = 0, mol Giải: Số mol Cu2+ = 0,05 mol, NaCl 0,25 mol, Cl− : 0,35 mol ; số mol electron = 96500 Cách 1: Tại catot (cực âm) Tại anot (cực dương) 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl− → Cl2↑ + 2e (mol) 0,05 0,1 0,05 (mol) 0,2 0,1 0,2 − − 2H2O + 2e → H2↑ + 2OH ion Cl dư (mol) 0,1 0,05 0,1 ®pdd Cách 2: CuCl2 → Cu↓ + Cl2↑ (mol) 0,05 0,05 0,05 (số mol electron: 0,1 mol) ®pdd 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H ↑ + Cl ↑ 2 → (mol) 0,25 0,1 0,05 0,05 (dư Cl−, số mol eletron: 0,1 mol) 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ (mol) 0,1 0,1 ⇒ mAl = 2,7 gam Điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO (0,05 mol) NaCl dịng điện có cường độ khơng đổi 2A (điện cực trơ, màng ngăn xốp) Sau thời gian t giây ngừng điện phân, thu dung dịch Y khí hai điện cực có tổng thể tích 2,24 lít (đktc) Dung dịch Y hịa tan tối đa 0,8 gam MgO Biết hiệu suất điện phân 100%, khí sinh không tan dung dịch Giá trị t A 6755 B 772 C 8685 D 4825 Giải: Các phản ứng xảy điện cực: CuSO4 → Cu2+ + SO42− 44 NaCl → Na+ + Cl− H2O H+ + OH− Dung dịch Y có mơi trường axit: MgO + 2H+ → Mg2+ + H2O ⇒ hết Cl−, (mol) 0,02 0,04 catot có khí H2↑⇒hết Cu2+ Cách 1: Tính theo nửa phản ứng điện cực Gọi số mol Cl2 x mol, H2 y mol Tại catot (−) Tại anot (+) − 2+ Cu + 2e → Cu↓ 2Cl → Cl2↑ + 2e (mol) 0,05 0,1 0,05 (mol) 2x x 2x 2+ Cu hết, có khí H2 (y mol) 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e + MT axit: 2H + 2e → H2↑ (mol) 0,01 0,04 0,04 (H+ p.ứng với MgO) (mol) 2y 2y y 0,5y 2y 2y (H+ tạo H2 - viết riêng) - Bảo toàn electron: 0,1 + 2y = 2x + 0,04 + 2y ⇒ x = 0,03 mol ; - Tổng số mol khí: y + x + 0,01 + 0,5y = 0,1 ⇒ y = 0,04 mol Tại catot: Số mol electron = 0,1 + 0,08 = 0,18 mol ⇒ t = 0,18× 96500 : = 8685 (s) ®pdd Cách 2: Tính theo phương trình điện phân Cu2+ + 2Cl− (1) → Cu + Cl2↑ (mol) x 2x x x 2+ + Môi trường sau điện phân hòa tan MgO (0,02 mol), dư Cu , tạo 0,04 mol H ®pdd 2Cu2+ + 2H2O (2) → 2Cu↓ + O2↑ + 4H+ (mol) 0,02 0,02 0,01 0,04 Catot có khí ra, H2O bị điện phân: 2H2O → 2H2↑ + O2↑ (3) (mol) y 0,5y Ta có: 0,05 = x + 0,02 ⇒ x = 0,03 mol 0,1 = x + 0,01 + 0,5y + y ; thay x = 0,03 ⇒ y = 0,04 mol Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl 0,05 mol CuSO4 dịng 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 Al 2O3 Giả sử hiệu suất điện phân 100%, khí sinh không tan dung dịch Giá trị t A 9650 B 8685 C 7720 D 9408 Giải: Số mol khí anot = 0,105 mol, số mol Al2O3 = 0,02 mol Gọi số mol NaCl x - Khi nước bắt đầu bị điện phân hai điện cực ⇒ d.dịch ion Cu2+ ion Cl− bị điện phân hết - Dung dich X sau phản ứng hòa tan Al 2O3 chứng tỏ sau điện phân dung dịch có ion H + tạo thành (Cu2+ dư) có ion OH− tạo thành (hoặc Cl− dư) Biện luận: Giả sử điện phân hoàn toàn CuSO4 ⇒ n H+ = n Cu 2+ = 0,1 mol Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + 3H2O (mol) 0,02 0,12 > 0,1 ⇒ vơ lí, loại! − Dung dịch sau phản ứng có mơi trường kiềm (OH 0,04 mol), dư Cl− Trường hợp dư Cl−: Al2O3 + 2OH− → 2AlO2− + H2O (mol) 0,02 0,04 Cách 1: Tính theo nửa phản ứng điện cực Tại catot (-) Tại anot (+) Cu2+ + 2e → Cu 2Cl− → Cl2 + 2e (mol) 0,05 0,10 (mol) x 0,5x x Hết Cu2+: 2H2O + 2e → H2 + 2OH− 4OH− → O2 + 2H2O + 4e (mol) 0,04 0,02 0,04 (OH−hoà tan Al2O3) 4y y 4y 4y 2y 4y (OH−tạo O2 viết riêng) (mol) * Biện luận: ne = 0,1 + 0,04 = 0,14 mol Nếu anot có Cl2 ⇒ n Cl2 = 0,07 mol Tổng số mol khí 0,09 < 0,105 mol ⇒ Cl− hết, nước bị điện phân hai điện cực, anot có O tạo thành y mol - Số mol electron: ne = 0,1 + 0,04 + 4y = x + 4y - Tổng số mol khí: nkhí = 0,105 = 0,02 + 0,5x + 2y + y 45 I.t = 0,16 mol ⇒ t = 7720 s 96500 Cách 2: Tính theo phương trình phản ứng điện phân Các phương trình phản ứng xảy ra: Cu2+ + 2Cl− → Cu + Cl2 (1) (mol) 0,05 0,1 0,05 0,05 Hết ion Cu2+, dung dịch dư ion Cl−: 2Cl− + 2H2O → 2OH− + H2 + Cl2 (2) (mol) 0,04 0,04 0,02 0,02 H2O bị điện phân tiếp: số mol O2 tao thành y mol 2H2O → 2H2↑ + O2↑ (3) (mol) 2y y Ta có, tổng số mol khí: 0,05 + 0,02 + 0,02 + 2y + y = 0,105 ⇒ y = 0,005 mol Số mol electron (tại catot) : ne = 2× 0,05 + 2(0,02 + 0,01) = 0,16 mol ⇒ t = 7720 s Điện phân (với điện cực trơ có màng ngăn) dung dịch chứa 0,05 mol CuSO x mol KCl dịng điện có cường độ 5A, sau thời gian, thấy khối lượng dung dịch giảm 9,475 gam Dung dịch thu tác dụng với Al dư, phản ứng giải phóng 1,68 lít khí H2 (đktc) Thời gian điện phân A 2895 giây B 3860 giây C 5790 giây D 4825 giây Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch gồm CuSO NaCl (tỉ lệ mol tương ứng : 3) với cường độ dòng điện 1,34A Sau thời gian t giờ, thu dung dịch Y (chứa hai chất tan) có khối lượng giảm 10,375 gam so với dung dịch ban đầu Cho bột Al dư vào Y, thu 1,68 lít khí H (đktc) Biết phản ứng xảy hoàn toàn, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hịa tan khí nước bay nước Giá trị t A B C D Giải: - Tỉ lệ Cu2+ : Cl− = : ⇒ Nếu hết Cu2+, môi trường sau điện phân môi trường kiềm - Dung dịch Y chứa chất tan NaOH Na2SO4 ⇒ Cl− bị điện phân hết (nếu dư Cl−, chất tan) - Tìm số mol OH−: 2Al + 2OH− + 2H2O → 2AlO2− + 3H2↑ (mol) 0,05 < - 0,075 Cách 1: Tính theo phản ứng xảy điện cực Tại catot (-) Tại anot (+) Khối lượng dd giảm − 2+ Cu + 2e → Cu↓ 2Cl → Cl2↑ + 2e O2, số mol chất là: ne = 2x + 0,05 = 3x ⇒ x = 0,05 mol x 2x x 3x 1,5x 3x − − 2H2O + 2e → 2OH + H2↑ hết Cl , mdd giảm= 8,575 < 10,375 ⇒ có a mol O2 − (do điện phân H2O, 10,375 0,05 0,05 0,025 4OH → O2↑ + 2H2O + 4e 4a > 2a a > 4a 8,575 = 1,8 gam, 0,1 mol) - Bảo toàn electron: 2x + 0,05 + 4a = 3x + 4a ⇒ x = 0,05 mol - Khối lượng dung dịch giảm: 64x + 2× 0,025 + 2× 2a + 71× 1,5x + 32a = 10,375 ⇒ a = 0,05 mol - Số mol electron chuyển dời qua dung dịch (anot) = 3× 0,05 + 4× 0,05 = 0,35 mol 1, 34t Q It (h) - Tính thời gian điện phân t Áp dụng: ne = F = 26,8 , thay số, 26,8 = 0,35 ⇒ t = (h) Giải x = 0,14 mol, y = 0,005 mol, ne = Cách 2: Tính theo phương trình điện phân đpdd Cu2+ + 2Cl− →Cu↓ + Cl2↑ (mol) x 2x x x ; mdd giảm=135x=135× 0,05 = 6,75 gam đpdd 2Cl− + 2H2O →2OH− + H2↑ + Cl2↑ ⇒ x = 0,05 mol (mol) x = 0,05 0,05 0,025 0,025 ; mdd giảm= (2 + 71)× 0,025 = 1,825 gam 6,75 + 1,825 = 8,575 < 10,375 ⇒ nước bị điện phân đpdd 2H2O →2H2↑ + O2↑ ; NaOH (mol) 2a a ⇒ a = 0,05 mol 46 mdd giảm= 4a + 32a = 10,375 - 8,575 = 1,8 gam Cách tính tương tự Hịa tan hồn toàn hỗn hợp X gồm CuSO KCl vào H2O, thu dung dịch Y Điện phân Y (có màng ngăn, điện cực trơ) đến H 2O bắt đầu điện phân hai điện cực dừng điện phân Số mol khí anot lần số mol khí từ catot Phần trăm khối lượng CuSO X A 61,70% B 44,61% C 34,93% D 50,63% Tiến hành điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO 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 23,5 C 51,1 D 50,4 Giải: Số mol khí anot = 0,3 mol, số mol Al2O3 = 0,2 mol - Khi nước bắt đầu bị điện phân hai điện cực, dung dịch ion Cu 2+ ion Cl− bị điện phân hết - Dung dich X sau phản ứng hòa tan Al 2O3 chứng tỏ sau điện phân dung dịch có H + tạo thành (Cu2+ dư) có OH− tạo thành (hoặc Cl− dư) Biện luận: Giả sử khí tạo anot toàn O2 điện phân CuSO4 ⇒ n H+ = n O2 = 1,2 mol Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + 3H2O (mol) 0,2 1,2 ⇒ vơ lí (vì cịn khí Cl2, dư Cu2+ , loại!) Vậy dư Cl−, mơi trường sau điện phân bazơ Cách 1: Tính theo nửa phản ứng điện cực Al2O3 + 2OH− → 2AlO2− + H2O Số mol OH− = 0,4 mol (mol) 0,2 0,4 Tại catot (-) Tại anot (+) − 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl → Cl2 + 2e (mol) a 2a (mol) 0,6 0,3 0,6 Hết Cu2+: 2H2O + 2e → H2 + 2OH− (mol) 0,4 0,4 Số mol electron= 0,6 = 2a + 0,4 ⇒ a = 0,1 mol Số mol electron = 0,6 mol Hỗn hợp gồm: CuSO4: 0,1× 160 = 16 gam, NaCl: 0,6× 58,5 = 35,1 gam m = 16 + 35,1 = 51,1 gam Cách 2: Tính theo phương trình phản ứng điện phân Các phương trình phản ứng xảy ra: số mol khí Cl2 tạo thành (1) x, (2) y Cu2+ + 2Cl− → Cu + Cl2 (1), (mol) x 2x x x Hết ion Cu2+, dung dịch dư ion Cl−: 2Cl− + 2H2O → 2OH− + H2 + Cl2 (2) (mol) 2y 2y = 0,4 y Ta có: x + y = 0,3 ; 2y = 0,4 ⇒ y = 0,2 , x = Điện phân hỗn hợp Biện luận sản phẩm Tính pH dung dịch sau điện phân Điện phân lít dung dịch hỗn hợp gồm NaCl CuSO đến H2O bị điện phân hai cực dừng lại, catot thu 1,28 gam kim loại anot thu 0,336 lít khí (ở đktc) Coi thể tích dung dịch khơng đổi pH dung dịch thu A 12 B C 13 D Giải: Số mol Cu = 1,28 : 64 = 0,02 mol Số mol khí thu anot = 0,336 : 22,4 = 0,015 mol < 0,02 (nếu toàn Cl2) ⇒ anot có khí O2 Khi nước bị điện phân điện cực, dung dịch Cl− Cu2+ điện phân hết Cách 1: Xác định chất thoát điện cực Áp dụng đlbt electron tính tốn Tại catot: Cu (0,02 mol), anot (Cl2, O2) Gọi số mol Cl2 O2 hỗn hợp a b, ta có: - Số mol hỗn hợp: a + b = 0,015 47 - Số mol electron: 2a + 4b = 2× 0,02 = 0,04 ⇒ b = 0,005 mol (O2), n H+ = 4× số mol O2 = 4× 0,005 = 0,02 mol, V = lít ⇒ [H+ ]= 0,01, pH = Cách 2: Tính theo phương trình phản ứng điện phân Các phương trình phản ứng: Cu2+ + 2Cl− → Cu + Cl2↑ (1) , (mol) a a a 2Cu2+ + 2H2O → 2Cu + O2↑ + 4H+ (2) (mol) 2b 2b b 4b ta có: a + 2b = 0,02 ⇒ b = 0,005 , n H+ = 0,02, a + b = 0,015 [H+]= 0,01, pH = 10 Điện phân có màng ngăn 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuSO a M NaCl 1M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A 3860 giây Dung dịch thu sau điện phân bị giảm so với ban đầu 10,4 gam Khối lượng đồng thu gần giá trị sau ? A 3,212 B 6,398 C 3,072 D 6,289 Điện phân hỗn hợp Phương pháp tăng giảm khối lượng 12 Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl 28,2 gam Cu(NO 3)2 (điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khí 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 KOH B KNO3, KCl KOH C KNO3 Cu(NO3)2 D KNO3, HNO3 Cu(NO3)2 Giải: Số mol KCl 0,10 mol; Cu(NO3)2 0,15 mol (Tính theo phương trình ion) ®pdd Các phản ứng xảy ra: Cu2+ + 2Cl− → Cu↓ + Cl2↑ (mol) 0,05 0,10 0,05 0,05 giảm 135× 0,05 = 6,75 gam ®pdd 2Cu2+ + 2H2O 2Cu↓ + O2↑ + 4H+ → mol -> giảm 160 gam x mol < - giảm 10,75 – 6,75= gam 2+ x = 0,05 mol ⇒ Cu dư 0,05 mol Chất tan: KNO3, HNO3 Cu(NO3)2 Chọn D 11 Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol NaCl x mol Cu(NO 3)2 (điện cực trơ, màng ngăn xốp) sau thời gian thu dung dịch X, khối lượng dung dịch giảm 21,5 gam Cho sắt (dư) vào X đến phản ứng xảy hoàn toàn, khối lượng sắt giảm 2,6 gam khí NO (sản phẩm khử N+5) Giá trị x A 0,3 B 0,2 C 0,4 D 0,5 Giải: Dạng tập điện phân hỗn hợp Các phương trình phản ứng xảy dạng ion: đpdd Cu2+ + 2Cl− → Cu↓ + Cl2↑ (1) (mol) 0,1 0,2 0,1 0,1 -> mgiảm = 13,5 gam < 21,5 gam Khối lượng dung dịch giảm: 21,5 - 13,5 = gam điện phân dung dịch Cu2+ đpdd 2Cu2+ + 2H2O → 2Cu↓ + O2↑ + 4H+ (2) (mol) 2 -> mgiảm = 160 gam (mol) 0,1 < - 0,2 < mgiảm = gam Cho sắt vào X (chứa NO3−, H+) xảy phản ứng: 3Fe + 2NO3− + 8H+ → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O (3) (chú ý: tạo Fe2+ sắt dư!) (mol) 0,075 < - 0,2 Khối lượng sắt giảm 56× 0,075 = 4,2 gam > 2,6 gam ⇒ cịn có phản ứng (Fe + Cu2+) làm tăng khối lượng: 4,2 - 2,6 = 1,6 gam! Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu↓ (4) (mol) > mtăng = gam (mol) 0,2 < mtăng = 1,6 gam Theo (1, 2, 4), số mol Cu2+ = x = 0,1 + 0,1 + 0,2 = 0,4 mol (Đề MH 2020) Câu 76: Điện phân dung dịch X gồm 0,2 mol NaCl a mol Cu(NO3)2 (với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng thay đổi), thu dung dịch Y có khối lượng giảm 17,5 gam so với khối lưọng X Cho m gam Fe vào Y đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch Z, khí NO (sản phẩm khử N+5) (m - 0,5) gam hỗn hợp kim loại Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, nước bay không đáng kể Giá trị a 48 A 0,20 B 0,15 C 0,25 D 0,35 Giải: C1: Tính theo ptpứ C2: Theo nửa phản ứng điện cực, gọi số mol O2 x, áp dụng đlbte (T5-tr24-5.Đề MH-2019)Câu 73: Điện phân dung dịch X chứa 3a mol Cu(NO 3)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 hoàn 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 Gợi ý giải: Dung dịch X chứa Cu2+ 3a mol, Cl− a mol, NO3− 6a mol, K+ a mol Khối lượng catot tăng = khối lượng đồng ⇒ mCu =12,8 gam, nCu = 0,2 mol + Có khí NO, dung dịch có mơi trường axit (H ) ⇒ Cl− tham gia điện phân hết Tại catot (cực âm) Cu2+ + 2e → Cu 0,2 0,4 0,2 Tại anot (cực dương) 2Cl− → Cl2↑ + 2e (mol) (mol) a 0,5a a + 2H2O → O2↑ + 4H + 4e (mol) (0,4- a) (0,4 - a) − 2+ + Dung dịch Y chứa: Cu (3a - 0,2) mol, H (0,4 - a) mol, NO3 6a mol, K+ a mol Chất oxi hoá: NO3−, (H+); Cu2+ Chất khử: Fe − + NO3 + 4H + 3e → NO + 2H2O Fe → Fe2+ + 2e (mol) (0,4 - a) (0,3 - 0,75a) (mol) (2,625a - 0,05) < - (5,25a - 0,1) 2+ Cu + 2e → Cu ne = (5,25a - 0,1) có Cu, Fe dư, phản ứng tạo Fe2+ ! (mol) (3a - 0,2) (6a - 0,4) (3a - 0,2) Ta có: 16 = 22,4 - 56(2,625a - 0,05) + 64(3a - 0,2) ⇒ a = (3,6 : 45) = 0,08 mol Điện phân nước 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 5,08% B 6,00% C 5,50% D 3,16% 0, 67 × 40 = 1, mol Số gam NaOH không đổi: gam Giải: Số mol electron = 26,8 Số mol H2 thu được: 2H2O + 2e → H2↑ + 2OH− (1) (mol) 1,0 0,5 ®pdd Số mol H2O bị điện phân: 2H2O → 2H2↑ + O2↑ (hoặc tính theo số mol O2 tương tự) (mol) 0,5 0,5 × 100 = 5,50% , chọn C Khối lượng dung dịch trước điện phân: 100 + = 109 gam C%NaOH = 109 Điện phân 200 ml dung dịch KOH 2M (D = 1,1 g/cm 3) với điện cực trơ Khi catot 2,24 lít khí (đktc) ngừng điện phân Biết nước bay không đáng kể Dung dịch sau điện phân có nồng độ phần trăm khối lượng A 10,27% B 10,18% C 10,90% D 10,46% Hoà tan 20 gam K2SO4 vào 150 gam nước, thu dung dịch X Tiến hành điện phân dung dịch X thời gian Sau điện phân khối lượng K 2SO4 dung dịch chiếm 15% khối lượng dung dịch Biết lượng nước bị bay khơng đáng kể Thể tích khí (đktc) anot gần giá trị sau ? A 22,4 lít B 22,8 C 20,2 lít D 21,3 lít Các chất sinh điện phân phản ứng với kim loại thoát điện cực Điện phân (với điện cực Pt) 200 ml dung dịch Cu(NO 3)2 đến bắt đầu có khí catot dừng lại Để yên dung dịch thời gian khối lượng catot không đổi, thấy khối lượng 49 catot tăng 3,2 gam so với lúc chưa điện phân Nồng độ mol dung dịch Cu(NO 3)2 trước điện phân A 0,25M B 0,5M C 1,0M D 0,75M Giải: Khi catot bắt đầu có khí (H2), ion Cu2+ dung dịch hết, ngừng điện phân Phương trình điện phân: Gọi số mol Cu(NO3)2 dung dịch ban đầu x ®pdd 2Cu(NO3)2 + 2H2O → 2Cu↓ + O2↑ + 4HNO3 (mol) x x 2x HNO3 sinh hòa tan phần Cu, tạo NO: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (mol) 0,75x 2x Khối lượng catot tăng: 3,2 = 64x – 64× 0,75x ⇒ x = 0,2 mol CM = 1M Điện phân Al2O3 criolit nóng chảy Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu m kg Al catot 67,2 m3 (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro 16 Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi (dư) thu gam kết tủa Giá trị m A 54,0 B 75,6 C 67,5 D 108,0 Điện phân nóng chảy Al2O3 với điện cực than chì, thu m kg Al catot 89,6 m (đktc) hỗn hợp khí X anot Tỉ khối X so với H 16,7 Cho 1,12 lít X (đktc) phản ứng với dung dịch Ca(OH)2 dư, thu 1,5 gam kết tủa Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 115,2 B 82,8 C 144,0 D 104,4 Chọn B Bài tập điện phân (Xem Ttự Tập 1-tr38 56.(KB-09)) Giải: M X = 2× 16,7 = 33,4 Cách 1: - Lập luận tìm khí X, qui mol hỗn hợp X Trong 0,05 mol X có 0,015 mol CO2 mol X có 0,3 mol CO2 ⇒ khí khác (R) 0,7 mol M X = 33,4 = 44× 0,3 + R× 0,7 ⇒ 28 < R = 28,86 < 32 Vậy R có CO (28) O2 (32) Gọi số mol CO O2 mol X x y Ta có: 0,3 + x + y = 44× 0,3 + 28x + 32y = 33,4 , x = 0,55 mol (CO), y = 0,15 mol (O2) - Tính khối lượng oxi mol X: CO2 , CO , O2 mO = 16× 2× 0,3 + 16× 0,55 + 32× 0,15 = 23,2 gam - Tính khối lượng oxi 89,6 m3: 22,4 lít X có 23,2 gam oxi ⇒ 22,4 m3 > có 23,2 kg (oxi), Vậy: 89,6 m3 có - moxi = 23,2× 89,6 : 22,4 = 92,8 kg (oxi) - Tính khối lượng Al sinh ra: 2Al2O3 → 4Al + 3O2 Theo phương trình: 4× 27 3× 32 Theo bài: m 92,8 ⇒ m = 92,8× 108 : 96 = 104,4 kg Cách 2: Viết nửa phản ứng điện cực, tính khối lượng Al theo đlbt electron Số mol X = 4000 mol, số mol CO2 X (89,6 m3) 1200 mol Tại catot: Al3+ + 3e → Al Tại anot: 2O-2 → O2 + 4e (mol) a 3a a (mol) x 4x C → CO + 2e (mol) y 2y Số mol khí CO2, CO, CO2: x, y, z mol C → CO + 4e Số mol electron: 3a = 4x + 2y + 4z (mol) z 4z Ta có: Tổng số mol khí: x + y + z = 4000 Khối lượng khí: 32x + 28y + 44z = 16,7× 2× 4000 = 133600 Số mol khí CO2: z = 1200 Giải ra: x = 600, y = 2200 11600 ⇒ 3a = 4x + 2y + 4z = 11600 ⇒ a = ⇒ mAl = m = 104400 gam = 104,4 kg 50 51 ... Cho kim loại Cu vào dung dịch HNO3 B Cho kim loại Fe vào dung dịch Fe2(SO4)3 C Cho kim loại Ag vào dung dịch HCl D Cho kim loại Zn vào dung dịch CuSO4 Cho dãy kim loại: Al, Cu, Fe, Ag Số kim. .. kim loại: Cu, Ni, Zn, Mg, Ba, Ag Số kim loại dãy phản ứng với dung dịch FeCl3 A B C D 3+ 2+ 36 Để khử ion Fe dung dịch thành ion Fe dùng lượng dư A kim loại Mg B kim loại Cu C kim loại Ba D kim. .. mòn kim loại Phát biểu không ? A Nguyên tắc chung để điều chế kim loại khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại B Bản chất ăn mịn kim loại q trình oxi hóa - khử C Tính chất hóa học đặc trưng kim