III. Kim loại tác dụng với nước, dung dịch kiềm
8. Cho dãy sau đây (theo chiều tăng tính oxi hoá của ion)
Zn2+/Zn Fe2+/Fe Cu2+/Cu Fe3+/Fe2+ Ag+/Ag Trong các kim loại trên:
a. Kim loại nào phản ứng được với (dd. muối Fe(III)?
b. Kim loại nào có khả năng đẩy được Fe ra khỏi dung dịch muối Fe(III)?
c. Có thể xảy ra phản ứng không khi cho AgNO3 tác dụng với (dd) Fe(NO3)2? Viết các phương trình phản ứng. (ĐHNThương- 2000tr65) 9. a. Cho 4 cặp ôxi hoá khử sau:
Fe2+/Fe; Fe3+/Fe2+; Cu2+/Cu; 2H+/H2.
Hãy xếp thứ tự tính oxi hoá tăng dần của các cặp trên.
Từ đó cho biết những chất nào sau đây có thể phản ứng với nhau:
Cu, Fe, dung dịch HCl, dd CuSO4, dd FeCl2 , dd FeCl3.
(ĐH Y Dược TPHCM-99) 10-Cho dung dịch A chứa a mol CuSO4 và b mol FeSO4. Xét ba thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Thêm c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng trong dung dịch có 3 muối.
Thí nghiệm 2: Thêm 2c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng trong dung dịch có 2 muối.
Thí nghiệm 1: Thêm 3c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng trong dung dịch có 1 muối.
a. Tìm mối quan hệ giữa c với a và b trong từng thí nghiệm trên.
b. Nếu a = 0,2 mol, b = 0,3 mol và số mol Mg là 0,4 mol. Tính khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng. (ĐHQGtpHCM2000-tr41)
11. Cho bột Cu vào dung dịch chứa hỗn hợp Fe(NO3)3 và AgNO3. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được phần rắn A và dung dịch B. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và cho biết A, B gồm những chất gì? Biết rằng:
Tính oxi hoá: Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > Fe2+
Tính khử: Cu > Fe2+ > Ag. (ĐHSPHN2-2001tr194) 12. Viết các phương trình phản ứng sau:
a. Ca + dd Na2CO3 d. Fe(NO3)2 + dd AgNO3
b. Na + dd AlCl3 e. NaHCO3 + dd FeCl3
c. Zn + dd FeCl3
Cho biết thứ tự thế điện hoá theo trật tự sau:
Zn2+/Zn < Fe2+/Fe< Fe3+/Fe2+ < Ag+/Ag. (ĐHNTMN-99)
90
ăn mòn kim loại
12- a. ăn mòn hoá học là gì? Đặc điểm và bản chất của quá trình ăn mòn hoá học? (ĐHQG TPHCM-Đợt 1-98)
b. Cho biết bản chất của sự ăn mòn kim loại. Kể các biện pháp chính để chống ăn mòn kim loại. (ĐHDL Đông Đô-98)
14-Nêu các phương pháp thường dùng để chống ăn mòn kim loại.
Hãy giải thích vì sao để bảo vệ vỏ tàu biển người ta thường gắn thanh kẽm vào vỏ ngoài tàu (phần ngâm dưới nước biển). (ĐHAninh-99)
15-a. Sự ăn mòn kim loại là gì?
b. Các điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hoá.
c. Các phương pháp chống ăn mòn kim loại.
d. Trong phòng thí nghiệm khi điều chế hiđro bằng phản ứng giữa kẽm và axit sunfuric loãng, tại sao người ta thường cho thêm vào hỗn hợp phản ứng ít giọt dung dịch đồng sunfat. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và trình bày cơ chế của quá trình đó.
Khí hiđro bay ra khỏi dung dịch luôn lẫn hơi nước, làm thế nào để thu được khí hiđro khô? (ĐH Kinh tế QD-98)
16-a. So sánh ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá (về điều kiện, tốc độ).
b. Trong 2 trường hợp sau đây, trường hợp nào vỏ tàu được bảo vệ:
-Vỏ tàu thép được nối với thanh Zn.
-Vỏ tàu thép được nối với thanh Cu. (ĐH Cần Thơ-98)
17-Khi hoà tan Al bằng dung dịch HCl, nếu thêm vài giọt Hg2+ thì quá trình hoà tan xảy ra nhanh hơn, tại sao? Viết phản ứng giải thích.
(ĐHĐà Nẵng-99) 18-Cho biết loại ăn mòn kim loại xảy ra trong trường hợp sau và giải thích: Al tác dụng với dung dịch HCl có chứa CuCl2 .
(ĐHQG tpHCM-98) 19-Hai ống nghiệm, mỗi ống chứa 2ml dung dịch HCl loãng. Nhỏ vài giọt dung dịch CuSO4 vào ống thứ nhất sau đó cho vào mỗi ống một viên kẽm. So sánh tốc độ giải phóng bọt khí trong hai ống nghiệm. Giải thích và viết các phương trình phản ứng hoá học xảy ra.
(ĐHSPHà Nội 2-98) 20-Có một vật bằng sắt tráng thiếc (vật A. và một vật bằng sắt tráng kẽm (vật B. đều có vết sây sát sâu tới lớp sắt, đặt trong không khí ẩm thì vật nào rỉ nhanh hơn? Giải thích. (ĐHAn ninh-99)
91
Điện phân-Mạ điện
21-Bản chất của quá trình điện phân là gì? Cho thí dụ. Hãy cho biết điện phân dung dịch của loại muối trung hoà nào thì sau khi điện phân ta thu được:
a. Dung dịch có tính axit.
b. Dung dịch có tính kiềm.
c. Dung dịch có tính trung tính.
Viết phản ứng minh hoạ cho từng trường hợp.
(ĐHQGHN-98tr4-HVCNBCVT-2001tr260) 22-Viết phương trình phản ứng điện phân (điện cực trơ) dung dịch từng chất sau: NaCl (có màng ngăn); FeSO4 và HCl đến khi nước bắt đầu điện phân thì ngừng lại? Cho biết quì tím đổi màu gì trong dung dịch còn lại sau điện phân từng chất?
Rút ra nguyên tắc chung khi điện phân dung dịch muối (của nhóm kim loại và nhóm axit nào) để nhận được dung dịch sau điện phân là: Axit, bazơ. (CĐSP Hải Phòng-98)
23-So sánh hiện tượng điện phân và phản ứng oxi hoá khử? Cho ví dụ minh hoạ? Cho biết khi điện phân dung dịch những loại muối nào ta có thể thu được axit, bazơ. Cho ví dụ minh hoạ. (ĐHYTh Bình-99)
24-Có thể phân loại sự điện phân được xét trong SGK hoá học phổ thông theo những căn cứ nào? Hãy trình bày cụ thể có ví dụ kèm theo.
(Một số vấn đề chọn lọc của hoá học tr-85) 25-So sánh sự giống nhau và khác nhau giữa sự điện phân và sự ăn mòn điện hoá. (HVCNBCVT-2001tr260)
26-Hãy nêu những điểm giống nhau và khác nhau về các quá trình hoá học khi cho Ni tan trong dung dịch H2SO4 loãng và khi điện phân dung dịch H2SO4 loãng với dương cực bằng Ni (Ni hoá trị II).
(ĐHKT-phía nam-1990-tr-53) 27-Hãy so sánh phản ứng xảy ra trong pin volta với phản ứng xảy ra trong bình điện phân (ví dụ điện phân NaCl nóng chảy).
28-Tiến hành điện phân (trong những điều kiện thích hợp, dùng 2 điện cực trơ):
a. NaOH nóng chảy, b. dung dịch NaOH. Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra trên các điện cực và phương trình biểu diễn sự điện phân
của các trường hợp đó. (ĐHQG Hà Nội-
98tr4)
92
29-Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong các trường hợp sau đây: a. Điện phân CaCl2 nóng chảy.
b. Điện phân dung dịch CaCl2 khi có vách ngăn.
c. Điện phân dung dịch Ca(OH)2. Các điện cực đều là điện cực trơ.
Trong các trường hợp b. và c. pH của dung dịch thay đổi ra sao trong quá trình điện phân. (ĐH ThăngLong-99)
30-Viết phương trình điện phân tổng quát các trường hợp sau:
-Điện phân dung dịch KCl với bình điện phân có màng ngăn, điện cực trơ.
-Điện phân dung dịch KCl với bình điện phân không có màng ngăn, điện cực trơ, nhiệt độ thường.
-Điện phân dung dịch KCl có lẫn CuSO4 với bình điện phân có màng ngăn, điện cực trơ (chỉ viết 1 phương trình đầu tiên).
- Điện phân dung dịch AgNO3 anot bằng Cu.
(ĐHQGTPHCMđợt1-99) 31-Cho hỗn hợp kim loại Ag, Cu, Ni tác dụng với HNO3 vừa đủ thu được dung dịch A và khí NO2 duy nhất. Điện phân dung dịch A đến khi hết ion kim loại.
Viết các phương trình phản ứng xảy ra. (ĐHTCKTHN-2001tr56)
32-Viết phương trình phản ứng điện phân các dung dịch sau (điện cực trơ, có màng ngăn):
a/ Dung dịch CuCl2 c/ Dung dịch HgCl2
b/ Dung dịch KCl d/ Dung dịch Na2SO4 (CĐKMỏ-99) 33-Những dung dịch nào sau đây có thể xảy ra sự điện phân:
NaCl, C12H22O11, CuSO4, CH3-CH2-CH2-OH. Nếu có, viết sơ đồ điện phân, phương trình điện phân (điện cực sử dụng là điện cực trơ).
(ĐH An Giang-2000-tr384) 34-Điện phân 200ml dung dịch CuSO4 với các điện cực trơ dòng điện một chiều I = 9,65A. Khi thể tích các khí thoát ra ở cả 2 điện cực đều bằng 1,12 lít (đktc) thì ngừng điện phân. Viết phương trình phản ứng xảy ra trên các điện cực và phương trình biểu diễn sự điện phân. Tính khổi lượng kim loại sinh ra ở catot và thời gian điện phân. (ĐHSPHN2-2000.)
35-Điện phân (với điện cực Pt) 200 mililít dung dịch Cu(NO3)2 đến khi bắt đầu có khí thoát ra ở catôt thì dừng lại. Để yên dung dịch cho đến khi khối lượng của catôt không đổi, thấy khối lượng catôt tăng 3,2 gam so
93
với lúc chưa điện phân. Tính nồng độ mol của dung dịch Cu(NO3)2 trước khi điện phân. (ĐHYDtpHCM-1995)
36-Điện phân 100 ml dung dịch H2SO4 0,3M và HCl 0,4M với cường độ dòng điện 2,68 A trong thời gian t giờ.
a. Lập hàm số mô tả sự phụ thuộc của pH vào thời gian điện phân t trong khoảng (0 < t < 1 giờ).
b. Vẽ đồ thị hàm số trên.
Biết: -Hằng số Faraday F = 26,8 Ampe.giờ.
- Thể tích dung dịch không đổi trong quá trình điện phân.
- Các giá trị logarit của x
x 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
lgx -0,301 -0,222 -0,155 -0,097 -0,046 0
(ĐHBK TPHCM-1995) 37-a. Hãy nêu bản chất của quá trình mạ kim loại để chống ăn mòn kim loại.
b. Để mạ Niken lên 1 tấm thép người ta tiến hành như thế nào? Viết các phương trình phản ứng ở các điện cực. (ĐHYHNội-98)
38-1. Cần 2 lít dung dịch CuSO4 0,01M có pH = 2 để mạ điện.
a. Tại sao dung dịch cần pH thấp như vậy?
b. Trong phòng thí nghiệm có muối CuSO4.5H2O, nước nguyên chất, H2SO4 98% (D=1,84 g/ml). Hãy trình bày cách chuẩn bị dung dịch trên (bỏ qua các chất phụ).
2. Có vật cần mạ, bản đồng, dung dịch vừa được chuẩn bị trên và nguồn điện thích hợp.
a. Hãy trình bày sơ đồ của hệ thống để thực hiện sự mạ điện này (có vẽ hình). Viết phương trình phản ứng xảy ra trên điện cực.
b. Tính thời gian thực hiện sự mạ điện nếu biết I = 0,5A; lớp mạ có diện tích 10cm2, bề dày 0,17mm; khối lượng riêng của đồng là 8,89 g/cm3; hiệu suất của sự điện phân này đạt 80%. (Đề thi chọn HSGQG năm 1995)
39-Hoà tan NiSO4.7H2O vào nước được 500 gam dung dịch. Để điện phân hết ion Ni2+ có trong 100 gam dung dịch trên cần dòng điện có cường độ I = 0,536A trong 4 giờ. Tính khối lượng H2O và NiSO4.7H2O đã dùng để pha chế 500 gam dung dịch trên.
(CĐSP-HCM-2000tr363) 40-Điện phân 200ml dung dịch có chứa 12,5 gam tinh thể muối đồng sunfat ngậm nước trong bình điện phân với các điện cực trơ đến khi bắt đầu có khí thoát ra ở catôt thì thấy khối lượng catôt tăng 3,2 gam.
94
a. Viết phương trình để biểu diễn phản ứng điện phân dung dịch CuSO4
và tìm công thức của muối đồng sunfat ngậm nước.
b. Tinh pH của dung dịch sau khi điện phân, giả sử thể tích dung dịch không thay đổi trong quá trình điện phân.
(HVHCQGHCM-2001tr295) 41-Hoà tan 50 gam CuSO4.5H2O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6M được dung dịch A. Tiến hành điện phân dung dịch A với dòng điện cường độ 1,34 ampe trong 4 giờ. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí (ở đktc. thoát ra ở anot. Biết hiệu suất các phản ứng đạt 100%.
(ĐHDL Phương Đông-2000tr337) 42-Điện phân 250 ml dung dịch AgNO3 dùng hai điện cực trơ và dòng điện một chiều cường độ dòng điện không đổi 1 ampe. Kết thúc điện phân khi ở catôt bắt đầu có bọt khí thoát ra và ở anôt đã có V1 lít khí oxi (đktc) thoát ra. Để trung hoà dung dịch sau khi điện phân đã dùng vừa đủ 60 ml dung dịch NaOH 0,2M. Biết hiệu suất điện phân là 100%.
a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên các điện cực và phương trình biểu diễn sự điện phân. Tính thời gian điện phân.
b.Tính thể tích oxi thoát ra ở anôt (V1) và nồng độ của dung dịch bạc
nitrat. (HVCNBC VT-98)
43-Viết phương trình phản ứng khi điện phân một dung dịch gồm HCl, CuCl2 và NaCl (điện cực trơ, có màng ngăn). Hãy cho biết pH của dung dịch biến đổi như thế nào trong quá trình điện phân?
(ĐH Thương mại-98-ĐHYHN-2001tr104).
44- Viết sơ đồ và phương trình phản ứng hoá học xảy ra khi điện phân dung dịch hỗn hợp: CuSO4 , NaBr. Trong quá trình điện phân pH của dung dịch thay đổi thế nào? Biết nồng độ mol/l của CuSO4 và NaBr bằng nhau.
(ĐHGTVT-98)
45-Điện phân một dung dịch muối MCln với điện cực trơ. Khi ở catot thu được 16 gam kim loại M thì ở anot thu được 5,6 lít khí (đktc).
Xác định kim loại M. (ĐH Y Dược TPHCM-99)
46-Điện phân (dùng điện cực trơ) dung dịch muối sunfat kim loại hoá trị 2 với cường độ dòng 3A. Sau 1930 giây thấy khối lượng catốt tăng 1,92 gam.
1. Viết phương trình phản ứng xảy ra tại mỗi điện cực và phương trình chung cho quá trình điện phân.
2. Cho biết tên kim loại trong muối sunfat.
95
3. Hãy tính thể tích của lượng khí tạo thành tại anốt ở 25OC và 770 mmHg.
4. Nếu khí thu được có lẫn hơi nước, hãy giới thiệu 3 hoá chất có thể làm khô khí đó. (ĐHKTQD-CB99)
47-Điện phân 2 lít dung dịch CuSO4 0,5M với điện cực trơ. Sau một thời gian, ngừng điện phân và cho đi qua dung dịch sau điện phân một luồng khí A lấy dư thì thu được 72 gam kết tủa màu đen. Biết rằng, khi đốt khí A trong oxi dư thì tạo thành hơi nước và khí B, khí B làm mất màu dung dịch nước brom.
- Xác định công thức phân tử của các khí A,B.
-Tính thể tích khí khí thoát ra ở anot (đktc).
-Tính thể tích dung dịch axit HNO3 60% (D = 1,37 g/ml) cần thiết để hoà tan lượng kim loại kết tủa trên catot. (ĐHSPHN2-99)
48-Chia 1,6 lít dung dịch A chứa HCl và Cu(NO3)2 làm 2 phần bằng nhau.
1. Phần 1 đem điện phân (các điện cực trơ) với cường độ dòng 2,5 ampe, sau thời gian t thu được 3,136 lít khí (ở dktc. một chất khí duy nhất ở anôt. Dung dịch sau điện phân phản ứng vừa đủ với 550 ml dung dịch NaOH 0,8M và thu được 1,96 g kết tủa.
Tính nồng độ mol của các chất trong dung dịch A và thời gian t.
2. Cho m gam bột sắt vào phần 2, lắc đều để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau phản ứng thu được hỗn hợp kim loại có khối lượng bằng 0,7m (gam) và V lít khí. Tính m và V (ở đktc.. (ĐHGTVT-99)
49-Hoà tan 91,2g FeSO4 vào 200g dung dịch HCl 3,285% thu được dung dịch A. Chia dung dịch A thành 3 phần bằng nhau:
Phần 1: Cho thêm vào 4,05 g bột nhôm, sau một thời gian thu được 0,672 lít khí (đktc), dung dịch B và chất rắn C. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lấy kết tủa nung ở nhiệt độ cao trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 4g chất rắn. Tính khối lượng chất rắn C.
Phần 2: Đem điện phân với điện cực trơ có màng ngăn với cường độ dòng I=1,34 ampe trong 2 giờ. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot. Biết hiệu suất điện phân là 100%.
(ĐHĐà Nẵng-99)
50-Hoà tan 20g K2SO4 vào 150g nước, thu được dung dịch A. Tiến hành điện phân dung dịch A một thời gian. Sau khi điện phân khối lượng
96
K2SO4 trong dung dịch chiếm 15% khối lượng của dung dịch. Biết lượng nước bị bay hơi là không đáng kể.
a.Tính thể tích khí thoát ra ở mỗi điện cực đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
b. Tính thể tích H2S (đktc) cần dùng để phản ứng hết với khí thoát ra ở anot. (HVCNBCVT 2000-tr375)
51-Khi cho 28 gam hỗn hợp A gồm Cu và Ag vào dung dịch HNO3 đặc dư thì sau khi phản ứng kết thúc ta thu được dung dịch B và 10 lít NO2 (đo ở 0OC và 0,896 atm).
a. Tính thành phần % của hỗn hợp A theo khối lượng.
b. Cô cạn dung dịch B rồi lấy chất rắn thu được hoà tanvào nước, ta thu được dung dịch C.
Điện phân 1
2 dung dịch C với điện cực trơ, cường độ dòng điện là 1,34 ampe trong thời gian 2,8 giờ.
Tính khối lượng kim loại sinh ra ở catot. (ĐHĐà Lạt-2000tr329)
52-Điện phân một dung dịch NaCl cho đến khi hết muối với dòng điện cường độ 1,61 ampe thấy mất hết 60 phút.
1. Tính khối lượng khí Cl2 bay ra, biết bình điện phân có màng ngăn, điện cực trơ.
2. Trộn lẫn dung dịch thu được sau điện phân với một dung dịch có chứa 0,04 mol H2SO4 rồi cô cạn dung dịch. Tính khối lượng muối khan thu được. Cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn. (ĐHCần Thơ-99)
53-Một chất A có công thức MXOm. Tổng số proton trong các nguyên tử tạo ra phân tử A là 78. Trong ion XOm− có 32 electron. X là nguyên tố ở chu kì 2.
Khi điện phân dung dịch A trong nước, trong 1447,5 giây với I = 10 ampe (điện cực trơ), được dung dịch B. Cho CuO lấy dư 25% về khối lượng tác dụng với B, lọc tách chất rắn, thu được dung dịch D có chứa 22,6 gam muối.
a. Tìm công thức chất A.
b. Tính khối lượng kim loại M đã bám vào catot và khối lượng CuO đã dùng.
c. Tính khối lượng chất A đã dùng trước khi điện phân và nồng độ mol/lít của các chất có trong dung dịch D (cho thể tích của dung dịch D là 250 ml). (ĐH Ngoại thương 2000tr77)
97
54-Viết các phương trình phản ứng điện phân xảy ra tại các điện cực khi điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch chứa a mol CuSO4
và b mol NaCl trong 3 trường hợp: b = 2a; b < 2a; b > 2a.
(Đề 14-I.2tr31) 55-Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) một dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 và NaCl cho tới khi H2O bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực thì dừng lại. ở anốt thu được 0,448 lít khí (đktc).
Dung dịch sau điện phân có thể hoà tan tối đa 0,68 gam Al2O3. 1. Tính khối lượng của m.
2. Tính khối lượng của catot tăng lên trong quá trình điện phân.
3. Tính khối lượng dung dịch giảm trong quá trình điện phân, giả sử nước bay hơi không đáng kể. (Đề 19-III tr41)
98