- Công thức tính áp suất trong bình kín: t
3. Phân loại điện phân
♥ Điện phân nóng chảy: Dùng điều chế kim loại hoạt động mạnh ( điện phân nóng chảy muối halogen, bazơ )
♥ Điện phân dung dịch: Dùng điều chế kim loại hoạt động trung bình và yếu ( có sự tham gia của nước)
4. Định luật Faraday
Khối lượng các chất thu được ở các điện cực
A I tm = m =
n F
m : Khối lượng chất thu được ở điện cực , gam
A; Khối lượng mol nguyên tử chất thu được ở điện cực n : Số elecrtron mà nguyên tử hoặc ion cho hoặc nhận . I : cường độ dòng diện, ampe (A)
t: thời gian điện phân, giây (s)
F : Hằng số Faraday ( F = 96 500 culông/mol ) Biểu thức liên hệ: q = I. t = ne . 96500 ⇒ e I. t n 96500 =
Lưu ý:
- Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành.
- Khối lượng của dung dịch giảm = m↓ + m↑
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1 . Điện phân 500 ml dung dịch CuSO4 0,2 M (điện cực trơ) cho đến khi ở catot thu được 3,2 gam kim loại thì thể tích khí (đktc) thu được ở anot là
A. 3,36 lít B. 1,12 lít C. 0,56 lít D. 2,24 lít
Hướng dẫn giải
Ta có: nCu = 0,05 mol < nCuSO4= 0,1 mol ⇒ CuSO4 dư, ở catot chỉ Cu2+ bị điện phân, ở anot nước bị điện phân.
- Catot: Cu2+ + 2e → Cu (mol) 0,1--- 0,05 - Anot: 2H2O → O2↑ + 4H+ +4e (mol) 0,025 ---0,1 ⇒ VO2 = 0,025. 22,4 = 0,56 lít Chọn đáp án C
Bài 2 . Hòa tan 13,68 gam muối MSO4 vào nước được dd X. Điện phân X (với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, được y gam kim loại M duy nhất ở catot và 0,035 mol khí ở anot. Còn nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu được ở cả hai điện cực là 0,1245 mol. Giá trị của y là
A. 4,480. B. 3,920. C. 1,680. D. 4,788.
Hướng dẫn giải
- Điện phân trong thời gian t giây thu được 0,035 mol khí vậy 2t giây ta sẽ thu được 0,035.2=0,07 mol khí, nhưng thực tế ta thu được 0,1245 mol khí, sự chênh được 0,035.2=0,07 mol khí, nhưng thực tế ta thu được 0,1245 mol khí, sự chênh lệch số mol đó là do điện phân nước tạo khí H2
H2O → H2 + 12O2 2O2
0,0545----0,02725
⇒nO2 tạo ra do muối điện phân = 0,07 – 0,02725 = 0,04275 MSO4 + H2O → M + H2SO4 + 1
2O2
0,0855---0,04275
⇒ MMSO4 = 13,68
0,0855 = 160 → M = 64
⇒ m Cu tính theo t giây là mCu = 2.0.035.64 = 4,480 gam
Chọn đáp án A
Bài 3 . Điện phân có màng ngăn 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl2 0,1M và NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A trong 3860 giây. Dung dịch thu được sau điện phân có khả năng hoà tan m gam Al. Giá trị lớn nhất của m là
A. 4,05 B. 2,70 C. 1,35 D. 5,40
Hướng dẫn giải
Số mol CuCl2 = 0,05; số mol NaCl = 0,25 mol Áp dụng định luật Faraday : Cl 35,5 . 5. 3860 m 1. 96500 = = 7,1 gam⇒ nCl2 = 0,1 mol CuCl2 ¾¾ ¾®dpdd Cu + Cl2 0,05 mol →0,05→0,05 2NaCl + 2H2O ¾¾ ¾®dpdd 2NaOH + H2 + Cl2 0,1 mol ← --- 0,1 ← 0,05 ←0,05 Al + NaOH + H2O NaAlO2 + 3/2H2 0,1← 0,1 mol mAlmax = 0,1.27= 2,7 (g) Chọn đáp án B
Bài 4 . Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl và 28,2 gam Cu(NO3)2 (điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khí khối lượng dung dịch giảm đi 10,75 gam thì ngừng
điện phân (giả thiết lượng nước bay hơi không đáng kể). Tất cả các chất tan trong dung dịch sau điện phân là
A. KNO3 và KOH. B. KNO3, KCl và KOH.