Tiêu đề 3.6. Bài toán điện phân.doc ✅

3.6. Bài toán điện phân. A. Định hướng tư duy Bài toán điện phân thực chất cũng giống như những quá trình oxi hóa khử mà chúng ta vẫn xét. Tuy nhiên, sự khác biệt ở đây là có sự tham gia của dòng điện một chiều. Dưới đây tôi xin giới thiệu kỹ thuật giải toán về điện phân dung dịch. Để làm tốt dạng toán này các bạn cần chú ý một số vấn đề sau: Tại cực (-) catôt Các ion dương bị hút về phía catôt. Thứ tự điện phân là: 3222 2AgFeCuHNiFe...HO. Các ion của kim loại từ Al 3+ về trước 322Al,Mg,Na,Ca,... không bị điện phân. Phương trình điện phân 22HO2e2OHH. Tại cực (+) anôt Các ion âm bị hút về phía anôt. Thứ tự điện phân là: 2KimloaiIBrClHO Các ion 2 43SO,NO,F không bị điện phân trong dung dịch. Phương trình điện phân H 2 O: 222HO4e4HO. Chú ý : Nếu anôt làm bằng kim loại (Cu) thì anôt sẽ bị tan (bị điện phân) đầu tiên Khi giải toán chúng ta sẽ tư duy chặn đầu bằng cách hỏi xem: + Dung dịch sau điện phân còn gì ? + Ở hai cực xảy ra những phản ứng gì? + Khối lượng thay đổi là do đâu ? + Số mol n e có tính ngay được theo công thức e ItIt n? F96500 + Cần chú ý sau điện phân có H + và 3NO thì 324HNO3eNO2HO + Cần hết sức cẩn thận với những bài toán có sự di chuyển ion giữa các cực. + Cuối cùng là ốp các định luật bảo toàn . B. Ví dụ minh họa Câu 1: Điện phân Al 2 O 3 nóng chảy, dư với dòng điện có I = 19,2A; thời gian là 20 giờ. Khối lượng nhôm thu được là: A. 129,6 g B. 162,0 g C. 324,0 g D. 108,0 g Định hướng tư duy giải: Ta có: eAl 19,3.20.360014,4 n14,4m.27129,6 965003 Giải thích tư duy: Toàn bộ lượng e (của dòng điện) sẽ chuyển cho Al 3+ để biến thành Al. Câu 2: Điện phân nóng chảy Al 2 O 3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu được m kg Al ở catot và 67,2 m 3 (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 16. Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi trong (dư) thu được 2 gam kết tủa. Giá trị của m là: A. 54,0kg B. 75,6kg C. 67,5kg D. 108,0 kg Định hướng tư duy giải: Ta có: 2 2 CO XCO O n0,02.300,6n0,6 n3na nb      
 23 BTNT.O OAlO ab0,63a1,8 28a32b0,6.443.2.16b0,6 4,2 n4,2m.2.2775,6kg 3      Giải thích tư duy: Vì anot là than chì (C) nên khi có O 2 sinh ra thì nó tác dụng với C để tạo thành CO hoặc CO 2 . Câu 3: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO 4 với điện cực trơ bằng dòng điện một chiều I = 9,65 A. Khi thể tích khí thoát ra ở cả hai điện cực đều là 1,12 lít (đktc) thì dừng điện phân. Khối lượng kim loại sinh ra ở catot và thời gian điện phân là: A. 3,2 gam và 2000 giây. B. 2,2 gam và 800 giây. C. 6,4 gam và 3600 giây. D. 5,4 gam và 800 giây. Định hướng tư duy giải: Ta có: 2 BTE 2e Cu:a Catot H:0,05 It O:0,05n4.0,050,2 F          CuBTEm3,2 2a0,10,2a0,05 t2000     Giải thích tư duy: Để có khí thoát ra ở cả hai điện cực thì bên catot phải xảy ra quá trình điện phân H 2 O. Cần nhớ là số mol e ở hai điện cực luôn bằng nhau. Câu 4: Điện phân 200 ml dung dịch X chứa FeCl 3 0,1M và CuSO 4 0,15M với dòng điện một chiều cường độ dòng điện I = 2A trong 4825 giây (điện cực trơ, hiệu suất 100%) thu được dung dịch Y có khối lượng ít hơn X là m gam. Giá trị của m là? A. 4,39 B. 4,93 C. 2,47 D. Đáp án khác. Định hướng tư duy giải: Ta có: 2 e 2 Cl:0,03It n0,1Anot FO:0,01H:0,04     Bên catot 2 32 BTE H 2 FeFe:0,02 n0,01m4,39 CuCu0,03        Giải thích tư duy: Cần hết sức chú ý khi điện phân ở Anot có sinh ra H + thì thứ tự điện phân bên catot là 32FeCuH (trong tình huống này Fe 3+ sẽ không bị điện phân). Câu 5: Điện phân 500 ml dung dịch AlCl 3 0,2M trong thời gian 12352 giây với dòng điện một chiều cường độ I = 2,5A. Các phản ứng hoàn toàn. Khối lượng dung dịch sau điện phân giảm so với ban đầu là? A. 18,93 B. 11,13 C. 15,22 D. 16,82 Định hướng tư duy giải: Ta có: Giải thích tư duy: Ta có thể tư duy nhanh như sau: Ở đây Al 3+ không bị điện phân mà Cl bị điện phân hết cho nên phải có điện tích âm khác bù lại có Al 3+ và nó chỉ có thể là OH - . Câu 6: Điện phân dung dịch chứa 23,4 gam muối ăn (với điện cực trơ, màng ngăn xốp), thu được 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%. Định hướng tư duy giải: Ta có: NaOH NaCl n0,25 PH13OH0,1 n0,4     
BTNT.Na0,25 %NaCl62,5% 0,4 Câu 7: Điện phân 200 ml dung dịch X chứa Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 với cường độ dòng điện 0,804A đến khi bọt khí bắt đầu thoát ra ở catot thì mất 2 giờ, khi đó khối lượng catot tăng thêm 4,2 gam. Nồng độ mol của Cu(NO 3 ) 2 trong dung dịch X là A. 0,1M. B. 0,075M. C. 0,05M. D. 0,15M Định hướng tư duy giải:  2 BTE 32 64a108b4,2 Cu:a 0,804.2.60.60 2ab0,06Ag:b 96500 a0,015 CuNO0,075M b0,03              Giải thích tư duy: Bọt khí bắt đầu thoát ra ở catot nghĩa là Ag + và Cu 2+ bị điện phân vừa hết. Bên Anot do NO 3 - không bị điện phân nên H 2 O bị điện phân. Câu 8: Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO 4 nồng độ x mol/l, sau một thời gian thu được dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 8 gam so với dung dịch ban đầu. Cho 16,8 gam bột Fe vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4 gam kim loại. Giá trị của x là A. 2,25. B. 1,5. C. 1,25. D. 3,25. Định hướng tư duy giải: 2 BTKL Cu:a64a32b8 8a0,1 O:b2a4b 0,2x.6416,812,40,1.640,2x.56x1,25      Giải thích tư duy: Dung dịch vẫn còn màu xanh 2Cu vẫn còn dư hay H 2 O chưa bị điện phân bên catot. Do SO 4 2- không bị điện phân lên cuối cùng Fe ôm hết tạo thành FeSO 4 với số mol 0,2x. Cái khuy áo đầu tiên sai, cái sau cùng khó mà chữa được. Ngạn ngữ của người Do Thái Cười là loại mĩ phẩm rẻ nhất, vận động là loại y dược rẻ nhất, chào hỏi là loại chi phí giao tiếp rẻ nhất. Ngạn ngữ của người Do Thái Hạnh phúc chỉ đến khi cánh cửa đã được mở. Ngạn ngữ của người Do Thái Nếu bạn thực sự tài năng, thì bạn sẽ không sợ mình kém may mắn. Ngạn ngữ của người Do Thái
BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Sau một thời gian điện phân 100ml dung dịch CuSO 4 với điện cực trơ, khối lượng dung dịch giảm 4 gam. Để làm kết tủa hết ion Cu 2+ còn lại trong dung dịch sau khi điện phân cần dùng 50 ml dung dịch H 2 S 0,5M. Nồng độ mol/l của dung dịch CuSO 4 trước lúc điện phân là A. 0,375M. B. 0,420M. C. 0,735M. D. 0,750M. Câu 2: Điện phân 400ml dung dịch hỗn hợp CuSO 4 1M và NaCl 1M một thời gian đến khi ở catôt thu được 4,48 lít khí thì dùng điện phân. Thể tích khí thu được ở anôt là (các khi cùng đo ở đktc): A. 11,2 lít. B. 8,96 lít. C. 6,72 lít. D. 5,6 lít. Câu 3: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO 4 với điện cực trơ bằng dòng điện một chiều I = 9,65 A. Khi thể tích khí thoát ra ở cả hai điện cực đều là 1,12 lít (đktc) thì dừng điện phân. Khối lượng kim loại sinh ra ở catot và thời gian điện phân là: A. 3,2 gam và 2000 giây. B. 2,2 gam và 800 giây. C. 6,4 gam và 3600 giây. D. 5,4 gam và 800 giây. Câu 4: Điện phân 200 ml dung dịch X chứa Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 với cường độ dòng điện 0,804A đến khi bọt khí bắt đầu thoát ra ở catot thì mất 2 giờ, khi đó khối lượng catot tăng thêm 4,2 gam. Nồng độ mol của Cu(NO 3 ) 2 trong dung dịch X là A. 0,1M. B. 0,075M. C. 0,05M. D. 0,15M Câu 5: Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO 4 nồng độ x mol/l, sau một thời gian thu được dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 8 gam so với dung dịch ban đầu. Cho 16,8 gam bột Fe vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4 gam kim loại. Giá trị của x là A. 2,25. B. 1,5. C. 1,25. D. 3,25. Câu 6: Điện phân với điện cực trơ 500ml dung dịch CuSO 2 aM đến khi thu được 1,12 lít khí (đktc) ở anốt thì dừng lại. Ngâm một lá sắt dư vào dung dịch sau điện phân đến khi phản ứng hoàn toàn thì thấy khối lượng lá sắt tăng 0,8 g. Tính a dung dịch CuSO 4 ban đầu : A. 0,2M B. 0,4M C. 1,9M D. 1,8M Câu 7: Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, hiệu suất là 100%) dung dịch X chứa 0,02 mol CuCl 2 ; 0,02 mol CuSO 4 và 0,005 mol H 2 SO 4 trong thời gian 32 phút 10 giây với cường độ dòng điện không đổi là 2,5 ampe thì thu được 200 ml dung dịch Y. Giá trị pH của dung dịch Y là A. 1,78. B. 1,00. C. 0,70. D. 1,08. Câu 8: Tiến hành điện phân 200 ml dung dịch X gồm HCl 0,60M và CuSO 4 1M với điện cực trơ, cường độ dòng điện một chiều không đổi bằng 1,34A, trong 4 giờ. Số gam kim loại bám vào catot và số lít khí (ở đktc) thoát ra ở anot là A. 3,20 và 0,896. B. 6,40 và 0,896. C. 6,40 và 1,792. D. 3,20 và 1,792. Câu 9: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp AgNO 3 0,1 M và Cu(NO 3 ) 2 0,2 M với điện cực trơ và cường độ dòng điện bằng 5A. Sau 19 phút 18 giây dùng điện phân, lấy catot sấy khô thấy tăng m gam. Giá trị của m là: A. 5,16 gam B. 1,72 gam C. 2,58 gam D. 3,44 gam Câu 10: Điện phân dung dịch CuCl 2 với điện cực trơ, sau một thời gian thu được 0,32 gam Cu ở catot và một lượng khí X ở anot. Hấp thụ hoàn toàn lượng khí X vào 200ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thường). Sau phản ứng, nồng độ NaOH còn lại là 0,05 M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi). Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là: A. 0,15M B. 0,2M C. 0,1M D. 0,05M Câu 11: Điện phan đến hết 0,1 mol Cu(NO 3 ) 2 trong dung dịch với điện cực trơ, thì sau điện phân khối lượng dung dịch giảm bao nhiêu gam? A. 6,4 gam B. 1,6 gam C. 18,8 gam D. 8,0 gam Câu 12: Điện phân có màng ngăn với điện cực trơ 250 ml dung dịch hỗn hợp CuSO 4 aM và NaCl 1,5M, với cường độ dòng điện 5A trong 96,5 phút. Dung dịch tạo thành bị giảm so với ban đầu là 17,15 gam. Giả sử nước bay hơi không đáng kể. Giá trị của a là A. 0,5M. B. 0,3M. C. 0,6M. D. 0,4M. Câu 13: Điện phân có màng ngăn  với điện cực trơ 400ml dung dịch hỗn hợp CuSO 4 aM và NaCl 1M với cường độ dòng điện 5A trong 3860s. Dung dịch tạo thành bị giảm so với ban đầu 10,4g. Giá trị của a là. A. 0,125M B. 0,2M C. 0,129M D. 0,1M