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 khi điện phân dung dịch:
- Anot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng oxi hóa. Anot được nối với cực dương của nguồn điện một chiều.
+ Gốc axit có chứa oxi không bị điện phân (ví dụ: NO3-, SO42-, PO43-, CO32-, ClO4-, …). Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
+ Thứ tự anion bị điện phân: 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 dung dịch có chứa nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
+ Một số cation không bị điện phân như K+,Na+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+… Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Cho dãy điện hóa sau:
Thí nghiệm 1: Một sinh viên thực hiện quá trình điện phân dung dịch X chứa đồng thời FeCl3, CuCl2, HCl bằng hệ điện phân sử dụng các điện cực than chì.
Thí nghiệm 2: Sinh viên đó tiếp tục thực hiện điện phân dung dịch CuCl2 với các điện cực làm bằng than chì. Sau một thời gian sinh viên quan sát thấy có 6,4 gam kim loại bám vào catot và không có khí thoát ra. Biết nguyên tử khối của Cu và Cl lần lượt là 64 và 35,5.
Câu 1:
Trong Thí nghiệm 1, bán phản ứng điện phân tại anot là
- A 2Cl- → Cl2 + 2e.
- B Cl2 + 2e → 2Cl-.
- C 2H2O + 2e → 2OH- + H2.
- D 2H2O → 4H+ + O2 + 4e.
Phương pháp giải:
Anot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng oxi hóa.
Lời giải chi tiết:
Bán phản ứng tại anot là: 2Cl- → Cl2 + 2e.
Chọn A.
Câu 2:
Trong Thí nghiệm 1, thứ tự điện phân các cation tại catot là
- A Cu2+, H+, Fe3+.
- B Fe3+, Cu2+, H+, Fe2+.
- C Fe2+, H+, Cu2+, Fe3+.
- D Fe3+, Cu2+, H+.
Phương pháp giải:
Khi điện phân dung dịch, ở điện cực catot:
+ Nếu dung dịch có chứa nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
+ Một số cation không bị điện phân như K+,Na+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+… Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Lời giải chi tiết:
Khi điện phân dung dịch, tại catot thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
Dựa vào dãy điện hóa ta thấy tính oxi hóa: Fe3+ > Cu2+ > H+ > Fe2+.
Vậy thứ tự điện phân là Fe3+, Cu2+, H+, Fe2+.
Chọn B.
Câu 3:
Sau khi kết thúc Thí nghiệm 2, người ta rửa sạch catot bằng nước cất sau đó sấy khô và đem cân thấy khối lượng catot tăng lên 6,4 gam so với ban đầu. Biết trong suốt quá trình điện phân không thấy khí thoát ra tại catot. Dung dịch thu được sau điện phân có khối lượng giảm bao nhiêu gam so với dung dịch ban đầu?
- A 6,4 gam.
- B 7,1 gam.
- C 13,5 gam.
- D 9,95 gam.
Phương pháp giải:
- Từ khối lượng catot tăng tính được số mol Cu.
- Áp dụng định luật bảo toàn electron tính được số mol Cl2.
- Tính khối lượng dung dịch giảm.
Lời giải chi tiết:
Khối lượng catot tăng là khối lượng của Cu bám vào.
Ta có: \({n_{Cu}} = \frac{{6,4}}{{64}} = 0,1\,\,mol\)
Các quá trình trao đổi electron:
+ Tại catot: Cu2+ + 2e → Cu
+ Tại anot: 2Cl- → Cl2 + 2e
Áp dụng định luật bảo toàn electron: \(2{n_{Cu}} = 2{n_{C{l_2}}} \to {n_{C{l_2}}} = {n_{Cu}} = 0,1\,\,mol\)
Dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm:
\({m_{dd\,giam}} = {m_{Cu}} + {m_{C{l_2}}} = 6,4 + 0,1.71 = 13,5\left( g \right)\)
Chọn C.
Câu hỏi trước
