zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Đề thi - Kiểm tra

Một số phương pháp giải bài tập điện phân - Nguyễn Đình Tâm

Chia sẻ: Nguyễn Văn Cường | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Báo xấu

168
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhằm giúp các bạn có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu, mời các bạn cùng tham khảo nội dung tài liệu "Một số phương pháp giải bài tập điện phân" dưới đây. Tài liệu gồm những kiến thức, bài tập trắc nghiệm về điện phân nóng chảy hợp chất của kim loại, điện phân dung dịch có H2O bị khử hay bị oxh ở một hay cả 2 điện cực, thứ tự điện phân,... Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Một số phương pháp giải bài tập điện phân - Nguyễn Đình Tâm

Nguyễn Đình Tâm – THPT Yên Thế Một số phương pháp giải bài tập điện phân I – NHẮC LẠI LÍ THUYẾT 1) Điện phân chất điện li nóng chảy: áp dụng đối với MCln, M(OH)n và Al2O3 (M là kim loại nhóm IA và IIA) 2) Điện phân dung dịch chất điện li trong nước: - Vai trò của nước: trước hết là dung môi hòa tan các chất điện phân, sau đó có thể tham gia trực tiếp vào quá trình điện phân: + Tại catot (cực âm) H2O bị khử: 2H2O + 2e → H2 + 2OH– + Tại anot (cực dương) H2O bị oxi hóa: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e - Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử M+, H+ (axit), H2O theo quy tắc: + Các cation nhóm IA, IIA, Al3+ không bị khử (khi đó H2O bị khử) + Các ion H+ (axit) và cation kim loại khác bị khử theo thứ tự trong dãy thế điện cực chuẩn (ion có tính oxi hóa mạnh hơn bị khử trước): Mn+ + ne → M + Các ion H+ (axit) dễ bị khử hơn các ion H+ (H2O) + Ví dụ khi điện phân dung dịch hỗn hợp chứa FeCl3, CuCl2 và HCl thì thứ tự các ion bị khử là: Fe3+ + 1e → Fe2+ ; Cu2+ + 2e → Cu ; 2H+ + 2e → H2 ; Fe2+ + 2e → Fe - Tại anot (cực dương) xảy ra quá trình oxi hóa anion gốc axit, OH– (bazơ kiềm), H2O theo quy tắc: + Các anion gốc axit có oxi như NO3–, SO42–, PO43–, CO32–, ClO4–…không bị oxi hóa + Các trường hợp khác bị oxi hóa theo thứ tự: S2– > I– > Br– > Cl– > RCOO– > OH– > H2O 3) Định luật Faraday m= Trong đó: + m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam) + A: khối lượng mol của chất thu được ở điện cực + n: số electron trao đổi ở điện cực + I: cường độ dòng điện (A) + t: thời gian điện phân (s) + F: hằng số Faraday là điện tích của 1 mol electron hay điện lượng cần thiết để 1 mol electron chuyển dời trong mạch ở catot hoặc ở anot (F = 1,602.10-19.6,022.1023 ≈ 96500 C.mol-1) II – MỘT SỐ CƠ SỞ ĐỂ GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐIỆN PHÂN - Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào - m (dung dịch sau điện phân) = m (dung dịch trước điện phân) – (m kết tủa + m khí) - Độ giảm khối lượng của dung dịch: Δm = (m kết tủa + m khí) - Khi điện phân các dung dịch: + Hiđroxit của kim loại hoạt động hóa học mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH)2,…) + Axit có oxi (HNO3, H2SO4, HClO4,…) + Muối tạo bởi axit có oxi và bazơ kiềm (KNO3, Na2SO4,…) → Thực tế là điện phân H2O để cho H2 (ở catot) và O2 (ở anot) - Khi điện phân dung dịch với anot là một kim loại không trơ (không phải Pt hay điện cực than chì) thì tại anot chỉ xảy ra quá trình oxi hóa điện cực - Có thể có các phản ứng phụ xảy ra giữa từng cặp: chất tạo thành ở điện cực, chất tan trong dung dịch, chất dùng làm điện cực. Ví dụ: + Điện phân nóng chảy Al2O3 (có Na3AlF6) với anot làm bằng than chì thì điện cực bị ăn mòn dần do chúng cháy trong oxi mới sinh + Điện phân dung dịch NaCl không màng ngăn tạo ra nước Gia–ven và có khí H2 thoát ra ở catot + Phản ứng giữa axit trong dung dịch với kim loại bám trên catot - Viết phản ứng (thu hoặc nhường electron) xảy ra ở các điện cực theo đúng thứ tự, không cần viết phương trình điện phân tổng quát 1
Nguyễn Đình Tâm – THPT Yên Thế - Viết phương trình điện phân tổng quát (như những phương trình hóa học thông thường) để tính toán khi cần thiết - Từ công thức Faraday → số mol chất thu được ở điện cực - Nếu đề bài cho I và t thì trước hết tính số mol electron trao đổi ở từng điện cực (ne) theo công thức: ne = (với F = 96500 khi t = giây và F = 26,8 khi t = giờ). Sau đó dựa vào thứ tự điện phân, so sánh tổng số mol electron nhường hoặc nhận với ne để biết mức độ điện phân xảy ra. Ví dụ để dự đoán xem cation kim loại có bị khử hết không hay nước có bị điện phân không và H2O có bị điện phân thì ở điện cực nào… - Nếu đề bài cho lượng khí thoát ra ở điện cực hoặc sự thay đổi về khối lượng dung dịch, khối lượng điện cực, pH,…thì dựa vào các bán phản ứng để tính số mol electron thu hoặc nhường ở mỗi điện cực rồi thay vào công thức để tính I hoặc t - Nếu đề bài yêu cầu tính điên lượng cần cho quá trình điện phân thì áp dụng công thức: Q = I.t = ne.F - Có thể tính thời gian t’ cần điện phân hết một lượng ion mà đề bài đã cho rồi so sánh với thời gian t trong đề bài. Nếu t’ < t thì lượng ion đó đã bị điện phân hết còn nếu t’ > t thì lượng ion đó chưa bị điện phân hết - Khi điện phân các dung dịch trong các bình điện phân mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện và thời gian điện phân ở mỗi bình là như nhau → sự thu hoặc nhường electron ở các điện cực cùng tên phải như nhau và các chất sinh ra ở các điện cực cùng tên tỉ lệ mol với nhau - Trong nhiều trường hợp có thể dùng định luật bảo toàn mol electron (số mol electron thu được ở catot = số mol electron nhường ở anot) để giải cho nhanh III – MỘT SỐ VÍ DỤ MINH HỌA DẠNG 1: ĐIỆN PHÂN NÓNG CHẢY HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI Ví dụ 1: Điện phân hòa toàn 2,22 gam muối clorua kim loại ở trạng thái nóng chảy thu được 448 ml khí (ở đktc) ở anot. Kim loại trong muối là: A. Na B. Ca C. K D. Mg Ví dụ 2: Điện phân muối clorua nóng chảy của kim loại kiềm R thu được 0,896 lít khí (đktc) ở anot và 3,12 gam kim loại R ở catot. R là: A. Li B. Na C. K D. Rb Ví dụ 3: Điện phân nóng chảy Al2O3 trong 24 giờ, với cường độ dòng điện 100000A, hiệu suất quá trình điện phân 90% sẽ thu được lượng Al là: A. 0,201 tấn B. 0,603 tấn C. 0,725 tấn D. 0,895 tấn Ví dụ 4: Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100 %) thu được m kg Al ở catot và 67,2 m3 (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. 54,0 kg B. 75,6 kg C. 67,5 kg D. 108,0 kg DẠNG 2: ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH CÓ H2O BỊ KHỬ HAY BỊ OXH Ở MỘT HAY CẢ 2 ĐIỆN CỰC. THỨ TỰ ĐIỆN PHÂN Ví dụ 5: Điện phân với bình điện phân có màng ngăn và điện cực trơ 1 dung dịch có chứa 23,4 gam NaCl và 27 gam CuCl2 hòa tan. Sau 120 phút điện phân (với cường độ dòng điện 5,1A) thì ngưng điện phân, lấy dung dịch sau điện phân tác dụng với V (ml) dung dịch HCl 1,2M thì trung hòa vừa đủ. Giá trị V là A. 150 B. 240 C. 300 D. 360 Ví dụ 6: Điện phân 500 ml dung dịch NaCl 1M (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) cho tới khi catot thoát ra 0,56 lít khí X (đktc) thì ngưng điện phân. Nếu coi thể tích dung dịch sau điện phân không thay đổi so với ban đầu thì giá trị pH của dung dịch này là: A. 7 B. 10 C. 12 D. 13 Ví dụ 7: Điện phân 0,5 lít dung dịch AgNO3 aM, với I = 2A, sau t giây thấy khối lượng cactot thay đổi 2,16 gam, thu được dung dịch X (không tạo được kết tủa với dung dịch NaCl) và giải phóng V (ml) khí (đktc) ở anot. Giá trị a, t, V lần lượt là: A. 0,04; 965; 112 C. 0,04; 1930; 125,7 B. 0,04; 1158; 112 D. 0,02; 965; 168 Ví dụ 8: Tiến hành điện phân hoàn toàn 1 lít dung dịch X chứa Cu(NO3)2 a(M) và AgNO3 b(M) thấy khối lượng catot tăng 16,8 gam và giải phóng 1,344 lít khí (đktc) bên anot. Giá trị a và b lần lượt là: 2
Nguyễn Đình Tâm – THPT Yên Thế A. 0,04 và 0,08 B. 0,05 và 0,1 C. 0,06 và 0,12 D. 0,08 và 0,12 Câu 5: Điện phân (với điện cực trơ, cường độ dòng điện 20A) 300ml dung dịch CuSO4 0,05M; sau 193 giây thu được V (ml) khí Y (đktc). Giá trị của V là: A. 448 B. 336 C. 224 D. 168 Ví dụ 9: Tiến hành điện phân (với điện cực Pt) 200 gam dung dịch NaOH 10 % đến khi dung dịch NaOH trong bình có nồng độ 25 % thì ngừng điện phân. Thể tích khí (ở đktc) thoát ra ở anot và catot lần lượt là: A. 149,3 lít và 74,7 lít B. 156,8 lít và 78,4 lít C. 78,4 lít và 156,8 lít D. 74,7 lít và 149,3 lít Ví dụ 10: Sau một thời gian điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 ( d = 1,25 g/ml) với điện cực graphit (than chì) thấy khối lượng dung dịch giảm 8 gam. Để làm kết tủa hết ion Cu2+ còn lại trong dung dịch sau điện phân cần dùng 100 ml dung dịch H2S 0,5 M. Nồng độ phần trăm của dung dịch CuSO4 ban đầu là: A. 12,8 % B. 9,6 % C. 10,6 % D. 11,8 % Ví dụ 11: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 0,2 M với cường độ dòng điện 9,65A. Tính khối lượng Cu bám vào catot khi thời gian điện phân t1 = 200 s và t2 = 500 s. Biết hiệu suất điện phân là 100 % A. 0,32 gam và 0,64 gam B. 0,64 gam và 1,28 gam C. 0,64 gam và 1,60 gam D. 0,64 gam và 1,32 gam Ví dụ 12: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1A. Khi thấy ở catot bắt đầu có bọt khí thoát ra thì dừng điện phân. Để trung hòa dung dịch thu được sau khi điện phân cần dùng 100 ml dung dịch NaOH 0,1M. Thời gian điện phân và nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu là: A. 965 s và 0,025 M B. 1930 s và 0,05 M C. 965 s và 0,05 M D. 1930 s và 0,025 M Ví dụ 13: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp AgNO3 0,1 M và Cu(NO3)2 0,2 M với điện cực trơ và cường độ dòng điện bằng 5A. Sau 19 phút 18 giây dừng 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 Ví dụ 14: Hòa tan 50 gam tinh thể CuSO4.5H2O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6 M thu được dung dịch X. Đem điện phân dung dịch X (các điện cực trơ) với cường độ dòng điện 1,34A trong 4 giờ. Khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí thoát ra ở anot (ở đktc) lần lượt là (Biết hiệu suất điện phân là 100 %): A. 6,4 gam và 1,792 lít B. 10,8 gam và 1,344 lít C. 6,4 gam và 2,016 lít D. 9,6 gam và 1,792 lít Ví dụ 15: Có 200 ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO3)2 và AgNO3, để điện phân hết ion kim loại trong dung dịch cần dùng cường độ dòng điện 0,402A trong 4 giờ. Sau khi điện phân xong thấy có 3,44 gam kim loại bám ở catot. Nồng độ mol của Cu(NO3)2 và AgNO3 trong hỗn hợp đầu lần lượt là: A. 0,2 M và 0,1 M B. 0,1 M và 0,2 M C. 0,2 M và 0,2 M D. 0,1 M và 0,1 M Ví dụ 16: Hòa tan 4,5 gam tinh thể MSO4.5H2O vào nước được dung dịch X. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1,93A. Nếu thời gian điện phân là t (s) thì thu được kim loại M ở catot và 156,8 ml khí tại anot. Nếu thời gian điện phân là 2t (s) thì thu được 537,6 ml khí . Biết thể tích các khí đo ở đktc. Kim loại M và thời gian t lần lượt là: A. Ni và 1400 s B. Cu và 2800 s C. Ni và 2800 s D. Cu và 1400 s Ví dụ 17: Điện phân với bình điện phân có màng ngăn và điện cực trơ 1 dung dịch có chứa 23,4 gam NaCl và 27 gam CuCl2 hòa tan. Sau 120 phút điện phân (với cường độ dòng điện 5,1A) thì ngưng điện phân, lấy dung dịch sau điện phân tác dụng với V (ml) dung dịch HCl 1,2M thì trung hòa vừa đủ. Giá trị V là B. 150 B. 240 C. 300 D. 360 Ví dụ 18: Điện phân 100 ml dung dịch X chứa (Na2SO4, CuSO4, H2SO4) pH = 1, với điện cực trơ, Sau một thời gian điện phân, lấy điện cực ra khỏi dung dịch, thấy khối lượng dung dịch giảm 0,64 gam và dung dịch có màu xanh nhạt, thể tích coi như không đổi. Nồng độ mol ion H+ có trong dung dịch sau điện phân là: A. 0,016 B. 0,026 C. 0,01 D. 0,02 DẠNG 3: ĐIỆN PHÂN NHIỀU BÌNH ĐIỆN PHÂN MẮC NỐI TIẾP Ví dụ 19: Cho 2 bình điện phân mắc nối tiếp. Bình điện phân 1 hòa tan 0,3725 gam RCl (R là kim loại kiềm) trong nước. Bình điện phân 2 chứa dung dịch CuSO4. Sau một thời gian điện phân thấy catot bình điện phân 2 có 0,16 gam kim loại bám vào, còn ở bình điện phân 1 thấy chứa V (lít) dung dịch một chất tan pH = 13. Giá trị V A. 0,05 B. 0,075 C. 0,1 D. 0,01 Ví dụ 20: Mắc nối tiếp 2 bình điện phân. Bình điện phân 1 chứa dung dịch muối clorua của kim loại R hóa trị II, bình điện phân 2 chứa dung dịch AgNO3. Sau 3 phút 13 giây điện phân thì ở catot bình điện phân 1 thu được 1,6 gam kim loại; còn ở catot bình điện phân 2 thu được 5,4 gam kim loại. Biết sau điện phân trong mỗi bình vẫn còn dung dịch muối. Kim loại R là: A. Mg B. Zn C. Ni D. Cu 3
Nguyễn Đình Tâm – THPT Yên Thế Ví dụ 21: Mắc nối tiếp hai bình điện phân: bình (1) chứa dung dịch MCl2 và bình (2) chứa dung dịch AgNO3. Sau 3 phút 13 giây thì ở catot bình (1) thu được 1,6 gam kim loại còn ở catot bình (2) thu được 5,4 gam kim loại. Cả hai bình đều không thấy khí ở catot thoát ra. Kim loại M là: A. Zn B. Cu C. Ni D. Pb BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: (CĐ 2007) Trong công nghiệp, natri hiđroxit được sản xuất bằng phương pháp A. Điện phân dung dịch NaNO3, không có màng ngăn điện cực. B. Điện phân dung dịch NaCl, có màng ngăn điện cực. C. Điện phân dung dịch NaCl, không có màng ngăn điện cực. D. Điện phân NaCl nóng chảy. Câu 2: (CĐ 2007) Hai kim loại có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch là A. Mg và Zn. B. Na và Fe. C. Al và Mg. D. Cu và Ag Câu 3: (CĐ 2010) Điện phân dung dịch CuSO4 với anot bằng đồng (anot tan) và điện phân dung dịch CuSO4 với anot bằng graphit (điện cực trơ) đều có đặc điểm chung là A. ở catot xảy ra sự oxi hoá: 2H2O + 2e → 2OH– + H2. B. ở anot xảy ra sự khử: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e. C. ở anot xảy ra sự oxi hoá: Cu2+ + 2e. → Cu D. ở catot xảy ra sự khử: Cu2+ + 2e → Cu. Câu 4: (CĐ 2011) Điện phân 500 ml dung dịch CuSO4 O,2M (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 Câu 5: (CĐ 2012) Tiến hành điện phân (với điện cực trơ) V lít dung dịch CuCl2 0,5M. Khi dừng điện phân thu được dung dịch X và 1,68 lít khí Cl2 (đktc) duy nhất ở anot. Toàn bộ dung dịch X tác dụng vừa đủ với 12,6 gam Fe. Giá trị của V là A. 0,60. B. 0,15. C. 0,45. D. 0,80. Câu 6: (ĐHKA 2007)Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ, sau một thời gian thu được 0,32 gam Cu ở catôt và một lượng khí X ở anôt. Hấp thụ hoàn toàn lượng khí X trên vào 200 ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thường). Sau phản ứng, nồng độ NaOH còn lại là 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi). Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là (cho Cu = 64) A. 0,15M. B. 0,2M. C. 0,1M. D. 0,05M. Câu 7: (ĐHKA 2008)Khi điện phân NaCl nóng chảy (điện cực trơ), tại catôt xảy ra A. sự khử ion Cl-. B. sự oxi hoá ion Cl-. C. sự oxi hoá ion Na+. D. sự khử ion Na+. Câu 8:( ĐHKA 2009) Dãy các kim loại đều có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối của chúng là: A. Fe, Cu, Ag. B. Mg, Zn, Cu. C. Al, Fe, Cr. D. Ba, Ag, Au. Câu 9: (ĐHKA 2010) Phản ứng điện phân dung dịch CuCl2 (với điện cực trơ) và phản ứng ăn mòn điện hoá xảy ra khi nhúng hợp kim Zn-Cu vào dung dịch HCl có đặc điểm là: A. Phản ứng ở cực âm có sự tham gia của kim loại hoặc ion kim loại. B. Phản ứng xảy ra luôn kèm theo sự phát sinh dòng điện. C. Đều sinh ra Cu ở cực âm. D. Phản ứng ở cực dương đều là sự oxi hoá Cl–. Câu 10: (ĐHKA 2010) Điện phân (với điện cực trơ) một dung dịch gồm NaCl và CuSO4 có cùng số mol, đến khi ở catot xuất hiện bọt khí thì dừng điện phân. Trong cả quá trình điện phân trên, sản phẩm thu được ở anot là A. khí Cl2 và H2. B. khí Cl2 và O2. C. khí H2 và O2. D. chỉ có khí Cl2. Câu 11: (ĐHKA 2010) Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4 và 0,12 mol NaCl bằng dòng điện có cường độ 2A. Thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot sau 9650 giây điện phân là A. 1,792 lít. B. 2,240 lít. C. 2,912 lít. D. 1,344 lít. Câu 12: (ĐHKA 2011) Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl và 28,2 gam Cu(NO ) (điện cực trơ, 3 2 màng ngăn xốp) đến khi 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 4
Nguyễn Đình Tâm – THPT Yên Thế A. KNO , HNO và Cu(NO ) . B. KNO , KCl và KOH. 3 3 3 2 3 C. KNO và Cu(NO ) . D. KNO và KOH. 3 3 2 3 Câu 13: (ĐHKA 2011) Hoà tan 13,68 gam muối MSO vào nước được dung dịch X. Điện phân X (với điện 4 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. 4,788. B. 4,480. C. 1,680. D. 3,920. Câu 14: (ĐHKA 2011) Khi điện phân dung dịch NaCl (cực âm bằng sắt, cực dương bằng than chì, có màng ngăn xốp) thì: A. ở cực âm xảy ra quá trình oxi hoá H O và ở cực dương xảy ra quá trình khử ion Cl.− 2 + B. ở cực dương xảy ra quá trình oxi hoá ion Na và ở cực âm xảy ra quá trình khử ion Cl .− C. ở cực âm xảy ra quá trình khử H O và ở cực dương xảy ra quá trình oxi hoá ion Cl.− 2 + D. ở cực âm xảy ra quá trình khử ion Na và ở cực dương xảy ra quá trình oxi hoá ion Cl.− Câu 15: (ĐHKA 2012) Điện phân 150 ml dung dịch AgNO3 1M với điện cực trơ trong t giờ, cường độ dòng điện không đổi 2,68A (hiệu suất quá trình điện phân là 100%), thu được chất rắn X, dung dịch Y và khí Z. Cho 12,6 gam Fe vào Y, sau khi các phản ứng kết thúc thu được 14,5 gam hỗn hợp kim loại và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Giá trị của t là A. 0.8. B. 0,3. C. 1,0. D. 1,2. Câu 16: (ĐHKA 2012) Dãy các kim loại đều có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối (với điện cực trơ) là: A. Ni, Cu, Ag. B. Li, Ag, Sn. C. Ca, Zn, Cu. D. Al, Fe, Cr. Câu 17: (ĐHKB 2007) Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp). Để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng thì điều kiện của a và b là (biết ion SO42- không bị điện phân trong dung dịch) A. b > 2a. B. b = 2a. C. b < 2a. D. 2b = a. Câu 18: (ĐHKB 2009) 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. Câu 19: (ĐHKB 2009) Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu được m kg Al ở catot và 67,2 m3 (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. 108,0. B. 75,6. C. 54,0. D. 67,5. Câu 20: (ĐHKB 2010) Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO nồng độ x mol/l, sau một 4 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 sắt vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4 gam kim loại. Giá trị của x là A. 1,50. B. 3,25. C. 2,25. D. 1,25. Câu 21: (ĐHKB 2012) Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol FeCl3, 0,2 mol CuCl2 và 0,1 mol HCl (điện cực trơ). Khi ở catot bắt đầu thoát khí thì ở anot thu được V lít khí (đktc). Biết hiệu suất của quá trình điện phân là 100%. Giá trị của V là: A. 5,60. B. 11,20. C. 22,40. D. 4,48. Câu 22: (Trích đề thi đại học khối B năm 2012). Người ta điều chế H2 và O2 bằng phương pháp điện phân dung dịch NaOH với điện cực trơ, cường độ dòng điện 0,67 A trong thời gian 40 giờ. Dung dịch thu được sau điện phân có khối lượng 100 gam và nồng độ NaOH là 6%. Nồng độ dung dịch NaOH trước điện phân là (giả thiết lượng nước bay hơi không đáng kể) 5
Nguyễn Đình Tâm – THPT Yên Thế A. 5,08% B. 6,00% C. 5,50% D. 3,16% Câu 23: (CĐ-14)Câu 20: Điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO4 (0,05 mol) và NaCl bằng dòng điện có cường độ không đổi 2A (điện cực trơ, màng ngăn xốp). Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu được dung dịch Y và khí ở hai điện cực có tổng thể tích là 2,24 lít (đktc). Dung dịch Y hòa tan tối đa 0,8 gam MgO. Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của t là A. 6755. B. 772. C. 8685. D. 4825. Câu 24: (KA-13)Câu 36: Tiến hành điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 và NaCl (hiệu suất 100%, điện cực trơ, màng ngăn xốp), đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực thì ngừng điện phân, thu được dung dịch X và 6,72 lít khí (đktc) ở anot. Dung dịch X hòa tan tối đa 20,4 gam Al2O3. Giá trị của m là A. 25,6. B. 23,5. C. 51,1. D. 50,4. Câu 25: (KA-14)Câu 20: Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 và 0,2 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, thu được 2,464 lít khí ở anot (đktc) . Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở cả hai điện cực là 5,824 lít (đktc) . Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của a là A. 0,15. B. 0,18. C. 0,24 D. 0,26. (T2-tr24-34.KA-11) Câu 26: (KB-13)Câu 28: Điện phân nóng chảy Al2O3 với các điện cực bằng than chì, thu được m kg Al ở catot và 89,6 m3 (đktc) hỗn hợp khí X ở anot. Tỉ khối của X so với H2 bằng 16,7. Cho 1,12 lít X (đktc) phản ứng với dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 1,5 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là A. 115,2. B. 82,8. C. 144,0. D. 104,4. Câu 27: (THPTQG- 2015)Câu 31: Điện phân dung dịch mu ối MSO4 (M là kim loại) với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi. Sau thời gian t giây, thu được a mol khí ở anot. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu được ở cả hai đi ện cực là 2,5a mol. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong nước. Phát biểu nào sau đây sai? A. Dung dịch sau điện phân có pH < 7. B. Tại thời điểm 2t giây, có bọt khí ở catot. C. Tại thời điểm t giây, ion M2+ chưa bị điện phân hết. D. Khi thu được 1,8a mol khí ở anot thì vẫn chưa xuất hiện bọt khí ở catot. BÀI TẬP NÂNG CAO Ví dụ 1: 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%. Đáp số: mC = 9,21 gam; mkim loại K = mFe = 1,12 gam; Vkhí = 0,896 lít Ví dụ 2: 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 K2SO4 trong dung dịch chiếm 14,93% 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 tạo ra SO2. Đáp số: Vkhí tại K = 44,8 lít; Vkhí tại A = 22,4 lít; Vậy VH2S  14,93 lít Ví dụ 3: 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 với lúc chưa điện phân. Tính nồng độ mol của dung dịch Cu(NO3)2 trước khi điện phân. Đáp số: : CM (Cu(NO3)) trước điện phân = 1,0 M Ví dụ 4: 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%. Đáp số: Vậy: mCu = 0,1. 64 = 6,4 gam; Vkhí tại A = 1,792 lít 6
Nguyễn Đình Tâm – THPT Yên Thế Ví dụ 5: 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. a. Xác định công thức phân tử của các khí A,B. b. Tính thể tích khí khí thoát ra ở anot (đktc). c. 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. Đáp số: a. A là H2S , B là SO2; b. VO2 = 2,8 lítc; VHNO3  76,64 ml Chú ý: axit HNO3 60% là axit đặc vì nồng độ đậm đặc nhất hay dùng trong phòng thí nghiệm là 68% Ví dụ 6: (Đề thi casio hóa học tỉnh Thanh Hóa năm 2012, QG năm 2001-bảng A). Dung dịch X có chất tan là muối M(NO3)2. Người ta dùng 200 ml dung dịch K3PO4 vừa đủ để phản ứng với 200 ml dung dịch X, thu được kết tủa là M3(PO4)2 và dung dịch Y. Khối lượng kết tủa đó (đã được sấy khô) khác khối lượng M(NO3)2 ban đầu là 6,825 gam. Điện phân 400 ml dung dịch X bằng dòng điện 1 chiều với I =2,000 ampe tới khi khối lượng catot không tăng thêm nữa thì dừng, được dung dịch Z. Giả sử sự điện phân có hiệu suất 100% a. Hãy tìm nồng độ các ion của dung dịch X, dung dịch Y, dung dịch Z. Cho biết sự gần đúng phải chấp nhận khi tính nồng độ dung dịch Y, dung dịch Z. b. Tính thời gian (theo giây) đã điện phân c. Tính thể tích khí thu được ở 27,30C, 1 atm trong sự điện phân. Hướng dẫn giải: a. Phản ứng: 3M(NO3)2 + 2K3PO4   M3(PO4)2 ↓ + 6KNO3 (1) + - Dung dịch Y: dung dịch KNO3: KNO3   K + NO3 (2) Theo (1) cứ 6 mol NO3- phản ứng tạo ra 2 mol PO43- làm thay đổi khối lượng 372-190=182g x mol NO3- phản ứng tạo ra x/3 mol PO43- làm thay đổi khối lượng 6,825 gam 6.6,825 Vậy có ngay: x = = 0,225 mol từ đó suy ra: 182 nNO  0,1125 - Trong dung dịch X: nM 2  3  0,1125mol từ đó có ngay C(M2+) =  0,5625M ; C(NO3-) = 2 0,2 0,225  1,125M 0,2 - Theo (1): nK+ = nNO3- = nKNO3 =2.nM(NO3)2 = 2.0,1125 = 0,225 mol Coi VddY ≈ VddX + Vdd K3PO4 ≈ 400 ml. Vậy trong dung dịch Y: 0,225 C(K+) =C(NO3-) = = 0,5625M (3) 0,4 Dung dịch Y có nồng độ: C(K+) =C(NO3-) = 0,5625M Các gần đúng đã chấp nhận khi tính nồng độ dung dịch Y: - Bỏ qua sự thay đổi thể tích khi tính (3) và sự có mặt M3(PO4)2 ↓ - Bỏ qua sự tan của M3(PO4)2 ⇄ 3M2+ + 2PO43- - Bỏ qua sự phân li của H2O⇄ H+ + OH- * Xét sự điện phân dung dịch X: M(NO3)2   M2+ + 2NO3- - Tại K (-): M2+, H2O: M2+ + 2e   M - - Tại A (+): NO3 , H2O: 2H2O   4H+ + O2 ↑ + 4e Phương trình điện phân: 2M(NO3)2 + 2H2O dpdd  2M + O2 + 4HNO3 (4) - Dung dịch Z có chất tan là HNO3: Coi Vdd Z ≈ Vdd X ≈ 400 ml = 0,4 lít 0,5625.400 Theo (4): nHNO3 =2nM(NO3)2 = 2. mol 1000 7
Nguyễn Đình Tâm – THPT Yên Thế nHNO .1000 Vậy C(H+) = C (NO3-) = 3  1,125M 400 Các gần đúng đã chấp nhận khi tính nồng độ dung dịch Z: - Coi Vdd Z ≈ Vdd X , bỏ qua sự thay đổi thể tích do sự điện phân gây ra - Bỏ qua sự phân li của H2O vì Z là dung dịch HNO3 2+ Nồng độ ion: dd X: C(M ) = 0,5625 M ; C(NO3-)= 1,125 M dd Y: C(K+) = C( NO3- ) = 0,5625 M dd Z: C(H+ ) = C (NO3- ) = 1,125 M. b. Tính thời gian điện phân: Theo (4) nO2 = 1/2 nM(NO3)2 = 0,1125 mol AO It mO2 .4.96500 Từ công thức: mO2 = 2 . suy ra: t = = 21712,5 (s) 4 96500 AO2 .I c. Tính thể tích khí thu được ở 27,30C, 1 atm trong sự điện phân dung dịch Z nRT 0,1125.0,082.300,3 VO2    2,77 lít. P 1 Ví dụ 7: 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 đktc) 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 0,75m (gam) và V lít khí. Tính m và V (ở đktc). Ví dụ 8: 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). Hướng dẫn giải: a. Gọi ZX là số proton nguyên tử X, số electron trong XOm- = ZX + 8m + 1 =32  ZX = 31 – 8m (*) Do X thuộc chu kì 2 nên ZX < 10 và X tạo anion nên X là phi kim, từ (*) dễ thấy thỏa mãn m = 3, ZX = 7 (N) Tổng số p trong A: ZM + ZX + 8m = 78 ZM = 47  M là Ag Vậy A là AgNO3 b. Điện phân dung dịch A: Tại K (-): Ag+; H2O: Ag+ + 1e   Ag (1) - + Tại A (+): NO3 ; H2O: 2H2O   4H + O2 + 4e (2) Ta có: ne = 0,15 mol, theo (2): nH+ = ne = 0,15 mol Cho CuO vào B có phản ứng : CuO + 2H+   Cu2+ + H2O (3) 2+ Từ (3) có: nCuOphản ứng = nCu = 0,075 mol  mCu(NO3)2 = 14,1 gam Mà mmuối = 22,6 gam nên AgNO3 dư: 8,5 gam  nAgNO3 dư = 0,05 mol Ta có: nAg = ne = 0,15 mol  mAg bám vào K = 0,15. 108 = 16,2 gam 125 nCuO dùng = 0,075. = 0,09375 mol  mCuO = 7,5 gam 100 c. nAgNO3 đã dùng = 0,05 + 0,15 = 0,2 mol  mAgNO3 đã dùng = 34 gam dung dịch D: Cu(NO3)2: 0,075 mol; AgNO3 dư: 0,05 mol  CM Cu(NO3)2 = 0,3 M; CM AgNO3 = 0,2 M 8

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

EXAM.03: Bộ 400 Đề Thi Thử THPT Quốc Gia 2021

400 tài liệu

955 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.