II. Sự điện phân chất điện li 1 Điện phân nĩng chảy
b. Các trường hợp cụ thể:
● Điện phân dung dịch muối của axit khơng cĩ oxi (HCl, HBr...) với các kim loại từ sau nhơm. Ví dụ: + Điện phân dung dịch CuCl2.
CuCl2 → Cu2+ + 2Cl− H2O € H+ + OH− Tại catot (−): 1× Cu2+ + 2e → Cu↓ Tại anot (+): 1× 2Cl− → Cl2↑ + 2e Phương trình ion: Cu2+ + 2Cl− đpdd→ Cu↓ + Cl2↑ (catot) (anot) Phương trình phân tử : CuCl2 đpdd→ Cu↓ + Cl2↑
● Điện phân dung dịch muối của axit cĩ oxi (H2SO4, HNO3...) với các kim loại từ sau nhơm. Ví dụ: Điện phân dung dịch CuSO4 , điện cực trơ.
CuSO4 → Cu2+ + SO42−
H2O € H+ + OH−Tại catot (−): 2× Cu2+ + 2e → Cu↓ Tại catot (−): 2× Cu2+ + 2e → Cu↓
Tại anot (+): 1× 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e
Phương trình ion : 2Cu2+ + 2H2O đpdd→ 2Cu↓ + O2↑ + 4H+ (catot) (anot)
Phương trình phân tử: 2CuSO4 + 2H2O đpdd→ 2Cu↓ + O2↑ + 2H2SO4
● Điện phân dung dịch muối của axit khơng cĩ oxi (HCl, HBr...) với các kim loại từ nhơm trở về trước (Al3+, Mg2+, Na+, Ca2+, K+).
Ví dụ: Điện phân dung dịch NaCl cĩ màng ngăn. NaCl → Na+ + Cl− H2O € H+ + OH−
Tại catot (−): 1× 2H2O + 2e → H2↑ + 2OH− Tại anot (+): 1× 2Cl− → Cl2↑ + 2e
Phương trình ion : 2Cl− + 2H2O đpdd→ 2OH− + H2↑ + Cl2↑
M S2− I− Br− Cl− OH− SO42−, NO3−, ClO4−
Các ion bị điện phân trong dung dịch S2- →S + 2e 2X− → X2 + 2e
Các ion khơng bị điện phân trong dung dịch 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e (Anot tan)
4OH−→ O2↑+ 2H2O + 4e M → Mn+ + ne
Trên bước đường thành cơng khơng cĩ dấu chân của kẻ lười biếng
34
Phương trình phân tử : 2NaCl + 2H2O →đpdd có màng ngăn 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
(catot) (anot) Nếu khơng cĩ màng ngăn, Cl2 sinh ra sẽ tác dụng với NaOH tạo thành nước Gia-ven :
2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O ● Điện phân nước:
+ Điện phân dung dịch kiềm (NaOH, KOH...): NaOH → Na+ + OH− H2O € H+ + OH−
Tại catot (−): 2× 2H2O + 2e → H2↑ + 2OH− Tại anot (+): 1× 2OH− → O2↑ + 2H+ + 4e
Phương trình điện phân: 2H2O đpdd→ 2H2↑ + O2↑ (catot) (anot)
+ Điện phân dung dịch các axit cĩ oxi (ví dụ H2SO4 lỗng...): H2SO4 → 2H+ + SO42−
H2O € H+ + OH−Tại catot (−): 2× 2H+ + 2e → H2↑ Tại catot (−): 2× 2H+ + 2e → H2↑
Tại anot (+): 1× 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e
Phương trình điện phân: 2H2O đpdd→ 2H2↑ + O2↑ (catot) (anot)
● Điện phân dung dịch muối của các axit cĩ oxi (H2SO4, HClO4...) với các kim loại từ nhơm trở về trước (K+, Na+, Ca2+...):
Ví dụ: Điện phân dung dịch Na2SO4:
Na2SO4 → 2Na+ + SO42−
H2O € H+ + OH−
Tại catot (−): 2× 2H2O + 2e → H2↑ + 2OH− Tại anot (+): 1× 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e
Phương trình ion: 2H2O đpdd→ 2H2↑ + O2↑ (catot) (anot)
(Trong quá trình điện phân, nồng độ ion H3O+ ở khu vực anot tăng và nồng độ OH− tăng ở khu vực catot. Do đĩ, ở khu vực anot cĩ phản ứng axit cịn ở khu vực catot cĩ phản ứng kiềm).
Nhận xét : Trong các trường hợp điện phân dung dịch muối Na2SO4, axit H2SO4, bazơ kiềm NaOH... bản chất là sự điện phân nước. Khi đĩ muối, axit, kiềm chỉ đĩng vai trị chất dẫn điện. Lượng chất (số mol) các chất trong dung dịch khơng thay đổi (nồng độ các chất tăng dần do nước bị điện phân, thể tích dung dịch giảm).
(Chú ý:-Trong dung dịch điện li nếu cĩ ion F− và nước thì H2O sẽ bị điện phân. -Nếu cĩ ion R-COO− khi bị điện phân: 2R-COO−− 2e = R-R + 2CO2↑).