Câu hỏi
Dựa vào các thông tin được cung cấp dưới đây để trả lời các câu từ 91 đến 93
Sự điện phân là quá trình oxi hóa – khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li nhằm thúc đẩy một phản ứng hóa học mà nếu không có dòng điện, phản ứng sẽ không tự xảy ra. Trong thiết bị điện phân:
* Anot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng oxi hóa. Anot được nối với cực dương của nguồn điện một chiều.
+ Nếu điện phân chứa các gốc axit có chứa oxi \(NO_3^ - ,SO_4^{2 - },PO_4^{3 - },CO_3^{2 - },ClO_4^ - ,....\) thì nước sẽ tham gia điện phân theo phương trình: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
+ Thứ tự anion bị oxi hóa: S2- > I- > Br- > Cl- > RCOO- > OH- > H2O
* Catot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng khử. Catot được nối với cực âm của nguồn điện một chiều.
+ Nếu điện phân dung dịch có các cation K+,Na+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+thì nước sẽ tham gia điện phân theo phương trình: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
+ Nếu trong dung dịch có nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
+ Nếu điện phân không dùng các anot trơ (graphit, platin) mà dùng các kim loại như Ni, Cu, Ag,… thì các kim loại này dễ bị oxi hóa hơn các anion (thế oxi hóa – khử của chúng thấp hơn) và do đó chúng tan vào dung dịch (anot tan).
Thí nghiệm 1: Một sinh viên thực hiện quá trình điện phân dung dịch CuCl2 bằng hệ điện phân sử dụng điện cực Cu.
Thí nghiệm 2: Sinh viên đó tiếp tục thực hiện điện phân dung dịch X bao gồm dung dịch Cu(NO3)2 và NaCl. Sau một thời gian, sinh viên quan sát thấy có 6,4 gam kim loại bám vào catot. Biết nguyên tử khối của Cu, N, O, Na và Cl lần lượt là 64, 14, 16, 23 và 35,5
Câu 1:
Từ thí nghiệm 1, cho biết bán phản ứng nào xảy ra ở anot?
- A Cu → Cu2+ + 2e
- B 2Cl- → Cl2 + 2e
- C 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
- D Cu2+ + 2e → Cu
Phương pháp giải:
Khi điện phân không dùng các anot trơ mà dùng các kim loại thì các kim loại dễ bị oxi hóa hơn các anion và do đó chúng tan vào dung dịch
Lời giải chi tiết:
Sử dụng điện cực là Cu nên tại anot: xảy ra quá trình oxi hóa Cu chứ không phải Cl-
Bán phản ứng: Cu → Cu2+ + 2e
Chọn A.
Câu 2:
Nếu trong thí nghiệm 1, sinh viên đó thay điện cực Cu bằng điện cực than chì thì bán phản ứng xảy ra ở anot là:
- A Cu → Cu2+ + 2e
- B 2Cl- → Cl2 + 2e
- C 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
- D Cu2+ + 2e → Cu
Phương pháp giải:
Anot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng oxi hóa.
Lời giải chi tiết:
Sử dụng điện cực bằng than chì thì tại anot sẽ xảy ra quá trình oxi hóa Cl-
Bán phản ứng: 2Cl- → Cl2 + 2e
Chọn B.
Câu 3:
Từ thí nghiệm 2, hãy tính: Khối lượng dung dịch giảm là:
- A 13,5 gam
- B 6,4 gam
- C 7,1 gam
- D 6,75 gam
Phương pháp giải:
- Từ số mol kim loại bám trên catot, tính được số mol e trao đổi
- Từ số mol e trao đổi, tính được số mol khí bên anot
- Tính khối lượng dung dịch giảm: mdd giảm = mkết tủa + mkhí thoát ra
Lời giải chi tiết:
Tại catot (-) có các cation đi về: Cu2+; Na+ và H2O
Tại anot (+) có các anion đi về: Cl-; NO3- và H2O
\({n_{Cu}} = \frac{{6,4}}{{64}} = 0,1\,\,mol\)
Các quá trình trao đổi electron:
Áp dụng bảo toàn e: \(2{n_{Cu}} = 2{n_{C{l_2}}} \to {n_{C{l_2}}} = {n_{Cu}} = 0,1\,\,mol\)
Ta có: mdd giảm = mCu↓ + mCl2↑ = 6,4 + 0,1.71 = 13,5 gam
Chọn A.
Câu hỏi trước
